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Cape d'invisibilité : un pas de plus en direction de Ghost in the Shell

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Il y a 9 ans, en octobre 2006, David R. Smith et son équipe de l'université Duke avaient stupéfié la planète entière en exhibant le premier dispositif au monde, capable de rendre un objet invisible. Fait de métamatériaux, il ne fonctionnait cependant que dans le domaine des micro-ondes. On commence aujourd'hui à pouvoir dissimuler des objets dans le visible même s'ils ne sont encore que de taille microscopique.

Une vue d’artiste du nouveau métamatériau produit par la nanotechnologie. Les nanoantennes qu’il contient et que l’on peut activer réfléchissent la lumière d’une façon appropriée permettant de rendre invisible un objet de forme quelconque. © UC Berkeley, Zhang Group

Il y a presque 2.400 ans, Platon mettait déjà en scène dans son célèbre dialogue La république un personnage capable de se rendre invisible en tournant un anneau : Gygès. Depuis presque 10 ans, l'un de ces vieux rêves de l'humanité, l'invisibilité, semble à portée de mains. Une équipe de chercheurs anglo-saxons menée par David Smith et John Pendry est en effet parvenue en 2006 à rendre invisible dans le domaine des micro-ondes un objet macroscopique. Pour tous les geeks passionnés de manga japonais, cela signifiait qu'il y avait de l'espoir de voir bientôt devenir réalité la tenue de camouflage thermo-optique du major Motoko Kusanagi, l'héroïne de Ghost in the Shell.

On en est encore loin, mais le physicien Xiang Zhang, qui dirige un groupe de recherche sur les métamatériaux à l'université de Berkeley vient de publier avec ses collègues un article dans Science qui nous rapproche un petit peu plus de ce rêve. Non seulement ils sont parvenus à dissimuler un objet dans le domaine du visible à l'aide d'une couche très fine de matériaux, mais la technique qu'ils utilisent semble aussi pouvoir être appliquée à plus grande échelle pour rendre invisibles des objets macroscopiques.

En effet, les objets rendus invisibles sont encore de taille microscopique, mais c'est déjà un accomplissement de pouvoir cacher au regard une forme arbitraire en 3D de la taille de quelques cellules. Pour pouvoir faire de Ghost in the Shell une réalité, il faut en effet mettre au point une sorte de tissus souple et mince capable d'épouser toutes les formes tout en rendant l'objet ou le corps qu'il enveloppe invisible et pas seulement dans le domaine des micro-ondes ou de l'infrarouge proche.

La preuve en vidéo qu’un micro-objet enrobé d’un nouveau métamatériau peut devenir invisible. © Berkeley Lab, UC Berkeley, YouTube

Une nouvelle maitrise des interactions lumière-matière

Jusqu'à présent, les chercheurs n'ont réussi qu'à cacher un objet de taille raisonnable dans le visible en employant des dispositifs à base de métamatériaux. Les quelques résultats obtenus n'épousaient pas les formes en 3D et ne pouvaient être adaptés à des objets de tailles arbitraires. Enfin, certaines caractéristiques du rayonnement qu'ils continuaient d'émettre permettaient de les détecter, à défaut de les voir.

Il semble que ces problèmes soient maintenant bien mieux maîtrisés. Pour cela, les physiciens ont mis au point un assemblage de nanoantennes formé de barreaux en or constituant une sorte de tissu de 80 nanomètres d'épaisseur. Ces nanoantennes réémettent un rayonnement qui supprime la déformation du front d'ondes lumineuses causée par la présence d'un objet et qui le rende de ce fait, visible. Les chercheurs ont pu dissimuler de cette façon des objets dont la surface est d'environ 1.400 microns-carré.

La technique est prometteuse, et pas seulement pour l'invisibilité, et elle illustre bien de ce point de vue, l'importance des sciences de la lumière que l'on célèbre cette année. En effet, elle ouvre des perspectives pour faire de la microscopie à haute résolution ainsi que des ordinateurs optiques ultrarapides.

Devenir invisible grâce à des lentilles, avec le Rochester Cloak  Le rêve de l’invisibilité attise l'imagination des scientifiques, comme en témoigne cette jolie astuce technique réalisée par des chercheurs de l’université de Rochester. En utilisant de simples lentilles, ces scientifiques ont pu dévier la lumière pour créer un anneau d’invisibilité. L’expérience est visible ici en vidéo.