Premiers tests concluants d'un dispositif d'invisibilité

Publié par Adrien le 21/10/2006 à 00:00
Source: BBC
Illustrations: Imperial College London / Duke University
Une équipe anglo-américaine de scientifiques le promettait il y a seulement quelques mois (voir notre news), c'est maintenant devenu une réalité: un premier dispositif d'invisibilité a été créé.


Test du dispositif d'invisibilité: le cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de cette distance est appelée rayon du cercle. Celui-ci...) au centre représente le dispositif,
les ondes micro-ondes sont représentées par des vagues allant de gauche à droite

Lors de tests effectués à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) Duke en Caroline du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), le dispositif a permis de rendre pratiquement invisible un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable...) de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une teinte rosée à pêche. C'est un...) du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) micro-onde (Les micro-ondes sont des ondes électromagnétiques de longueur d'onde intermédiaire entre l'infrarouge et les ondes de radiodiffusion. Le terme de micro-onde provient du fait que ces ondes ont une longueur d'onde...). Il s'agit bien d'invisibilité et non de camouflage: les ondes sont perçues derrière l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette...) tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme elles le seraient si celui-ci n'existait pas, ou si elles le traversaient. Ce prototype d'invisibilité n'est cependant pas parfait, les ondes transmises gardent encore une trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du plasma coronal, à travers des...) de la présence de l'objet, mais les résultats sont surprenants et très encourageants. Une vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à...) de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de propositions initiales, en...) est disponible à cette adresse (Les adresses forment une notion importante en communication, elles permettent à une entité de s'adresser à une autre parmi un ensemble d'entités. Pour qu'il n'y ait pas d'ambiguïté, chaque...): lien.

Le principe de fonctionnement est en soi relativement simple: rediriger le rayonnement reçu par un coté de l'objet vers son coté opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés lorsqu'ils sont insérés au même...), qui l'émet tel qu'il devrait être si l'objet n'existait pas. Le rayonnement 'contourne' ainsi l'objet, par le biais d'un métamatériau se comportant comme un guide d'ondes. Le métamatériau enveloppe une zone 'noire' dans laquelle prend place l'objet à camoufler. Le dispositif est ainsi statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut être employé comme :): le rayonnement réémis n'est autre que le même rayonnement capturé.


Le métamatériau conçu pour rendre invisible
un cylindre de cuivre du rayonnement micro-onde

Le gros du travail des chercheurs réside en la conception du métamatériau. Cette 'matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...)' artificielle doit permettre de guider le rayonnement et le retransmettre sans altérer ses propriétés initiales, dont sa direction et sa dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les...). Le métamatériau est ici constitué de 10 anneaux de fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium (silice SiO2) et...) couverts d'éléments en cuivre.

Et pour rendre invisible dans le domaine visible ?

Pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.), le dispositif possède ses capacités d'invisibilité dans les fréquences micro-ondes. Les tests se sont effectués à la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot...) de 8 GHz, la même fréquence que celle des ondes radars.

Mais pourquoi avoir construit un prototype pour le rayonnement micro-onde, et non le rayonnement visible ? La réponse est d'ordre technique, comme l'explique John Pendry, professeur de l'Imperial College de Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000 ans par les Romains, la...): "il y a une règle au sujet de la structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à...) du métamatériau: elle doit être d'une finesse plus petite que la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de...) du rayonnement. Ainsi pour des vagues d'ondes radars de 3 cm, vous pouvez facilement construire une structure interne avec une finesse de l'ordre de quelques millimètres. Pour le rayonnement optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) - la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs...) - la longueur d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière....) est de moins d'un micron. Ainsi votre structure doit avoir une finesse de quelques dizaines de nanomètres, et nous sommes encore au début de l'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements d'une installation technique ou industrielle.) en nanotechnologie (Les nanosciences et nanotechnologies (NST) peuvent être définies a minima comme l'ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de...)... Peut-être dans 5 ou 10 ans cela sera possible, mais pas encore aujourd'hui".

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