"L'antimatière optique" pourrait rendre les objets invisibles

Restez toujours informé : suivez-nous sur Google (☆)

Ce n'est pas le scénario d'un film de science fiction, mais bel et bien le fruit d'une étude publiée sur la revue Physical Review Letters par une équipe de chercheurs de l'Imm-Cnr de Naples en collaboration avec des collègues américains de Berkeley Labs.

Ils sont parvenus à réaliser un matériau capable d'annuler les propriétés de la lumière, rendant ainsi invisible les objets. L'équipe de chercheurs de l'Institut de Microélectronique et Microsystèmes du CNR (Imm-Cnr), coordonnée par Vito Mocella, a réalisé son étude au sein des laboratoires de l'Université de Berkeley. Le matériau composite artificiellement créé, appelé métamatériau, possède des propriétés contraires à celles auxquelles nous sommes habitués du fait de la modification de sa structure. Dans le cas de cette étude, les chercheurs sont parvenus à lui conférer les propriétés nécessaires pour annuler la propagation de la lumière dans l'air et rendre ainsi l'objet invisible.

Un précédent projet de dispositif d'invisibilité fonctionnant
dans le domaine du rayonnement micro-onde

"Notre métamatériau a été réalisé en modifiant à l'échelle nanométrique la structure du silicium dans lequel nous avons effectué des micro perforations.", explique Vito Mocella. "Nous avons ensuite alterné un millier de petites bandes de ce métamatériau qui présente des caractéristiques opposées à celles de l'air, avec des portions d'air de même longueur d'onde. Quand la lumière passe à travers ce système fait d'air et 'd'anti-air', c'est comme si il n'avait traversé ni l'un ni l'autre des deux matériaux." C'est comme si cet espace, du moins du point de vue de la lumière, n'existait pas.

"En effet, le métamatériau a un indice de réfraction opposé a celui de l'air (-1) tandis que l'air est assimilé à du vide et possède par convention un indice de réfraction de 1", poursuit Vito Mocella. "En ce sens, le métamatériau est de 'l'anti-air'. En les juxtaposant, air et anti-air s'annulent, du moins en ce qui concerne la propagation de la lumière. Le résultat est que air et anti-air mis côte-à-côte sont rendus invisibles, du moins pour une certaine longueur d'onde."

Pour le moment, le prototype réalisé mesure à peine 4 millimètres sur 4, on est donc encore loin de créer des capes d'invisibilité, mais l'étude a montré que les métamatériaux fonctionnent et peuvent être utilisés pour des applications réelles, en contrôlant la lumière à un niveau encore impensable il y a quelques années.

avatar
houri smail

Bonjour,

"Ils sont parvenus à réaliser un matériau capable d'annuler les propriétés de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...), rendant ainsi invisible les objets."

Contrairement aux corps opaques et de couleur sombre qui transforment directement la lumière en chaleur, ce nouveau matériau, à priori transparent, serait peut-être capable de modifier les propriétés de la lumière en transformant l'onde lumineuse en une autre forme d'onde autre que celle de la lumière, ce qui rend invisible les objets placés à travers. Comme le liège pour les ondes sonores, le plomb pour les rayons X et Gamma. Et selon le principe "Rien ne se crée et rien ne se perd", la lumière serait convertie en ondes électromagnétiques invisibles par l'oeil humain, car absorption ne veut pas dire dissipation totale d'énergie. :_salut:

VI
Victor

Si on change la longueur d'onde cela ne veut il pas dire qu'on change la couleur et qu'un matériaux dont on change toutes les longueurs d'ondes visibles serait Noir ? Puis question d'antiphoton j'avais toujours appris qu'un antiphoton c'était un photon en opposition de phase par rapport à un photon incident

GU
Guiom

@ Victor,

si j'ai bien compris il s'agit uniquement d'indices de réfractions de la lumière visible ici. Les termes "anti-air" et "anti-matériaux" sont un peu déplacés puisqu'ils font référence à l'antimatière.

Les matériaux existent toujours physiquement dans cette expérience, car seules les ondes de la lumière visible sont annulées. En gros des infrarouges ou ultraviolets suffiraient à voir l'objet.

Si j'ai bien compris.

avatar
buck

Pour le titre meta matiere a la plce d'antimatiere preterait moins a confusion

JO
John Clipperton

Hum, moi ce que j'en ai compris, c'est qu'il s'agissait d'un espèce de réseau "destructif", un anti-Braag ou comme un espèce de filtre interférométrique.

Il faudrait plus chercher à comprendre ce machin avec les lois de la diffraction( je doute) ou Maxwell( surement ça, ondes evanescentes et tout le tintoin).

avatar
Aldebaran

Ils y avait eu, il y a un ou deux ans, des tests de matériaux qui rayonnaient au dessus du spectre de la lumière visible, les rendant donc invisibles aux yeux humains. Là je n'ai pas trop compris le fonctionnement... de l'anti-air ? :_grat:

XA
XavierT

C'est vrai que le titre "Antimatière optique" prête à confusion !
Cela n'a rien à voir avec de l'antimatière, c'est finalement "juste" un matériau solide ayant un indice de réfraction de 1 (pour une longueur d'onde), qui n'est donc pas visible.
Ce n'est pas une histoire de lumière non visible non plus...

VI
Victor

XavierT
qui n'est donc pas visible.
Ce n'est pas une histoire de lumière non visible non plus...

Tu peux expliquer parce que je ne connais pas une troisième alternatives à visible, non visibles, pour quelqu'un qui regarde c'est quoi la différence ? On ne voit pas les rayons issus de l'objet alors l'objet est noir

avatar
buck

Victor


XavierT
qui n'est donc pas visible.
Ce n'est pas une histoire de lumière non visible non plus...


Tu peux expliquer parce que je ne connais pas une troisième alternatives à visible, non visibles, pour quelqu'un qui regarde c'est quoi la différence ? On ne voit pas les rayons issus de l'objet alors l'objet est noir

il parle de ton histoire de difference de phase. Un rayonnement IR ne t'es pas visible, mais avec un dispositif qui va bien ca n'est pas invisible, et ton corps n'est pas noir non plus ;)

BA
bacomino

Pour faire simple ?...

Il s'agit simplement d'un matériaux a travers lequel la lumière n'est pas altérée (ni ralentie ?) sur une certaine longueur d'onde. Le matériaux n'ayant donc pas d'effet perturbateur sur la lumière à cette longueur d'onde est indétectable quand on observe cette dernière.

Rien de plus (ce qui est déjà pas mal...) :
Pas d'invisibilité des autres objets mais seulement de ceux constitués "uniquement" de ce matériaux...
Pas d'invisibilité sur tout le spectre visible...
Etc...

C'est bien ça ?

VI
Victor

Parlez moi d'un matériaux totalement transparent sur certaines longueurs d'onde et qui n'altère pas la lumière en la diffractant ou la réfractant... Là je comprends! Bref le chemin optique est le même qu'en absence du matériau pour certaines longueurs d 'onde

ZS
zsx

C'est du verre en moins bien quoi :D

VI
Victor

Personellement le seul matériaux invisible que je connaisse c'est l'air que l'on respire quoique lorsqu'il y a de la vapeur on voit

avatar
buck

Victor
Personellement le seul matériaux invisible que je connaisse c'est l'air que l'on respire quoique lorsqu'il y a de la vapeur on voit

perdu, c'est le vide pas de matiere pour modifier la trajectoire des photon

VI
Victor

Le vide c'est l'absence de matière... L'air est un matériaux composé de gaz

BA
bacomino

Victor
Parlez moi d'un matériaux totalement transparent sur certaines longueurs d'onde et qui n'altère pas la lumière en la diffractant ou la réfractant... Là je comprends! Bref le chemin optique est le même qu'en absence du matériau pour certaines longueurs d 'onde

En effet c'est exactement ce que j'ai cru comprendre... :)
A l'intérieur du matériaux la lumière est modifiée de nombreuses foies mais la somme de toutes ces modifications est nulle.
Ce matériaux, vu de l'extérieur et toujours sur une certaine longueur d'onde, a donc les mêmes caractéristiques que "le vide" puisque la somme de ses effet est nulle.

Si A est la lumière en entrée de matériaux et que la somme des modifications est nulle :
A+5-5+4-2+1-1-4+2... = A+0 = A

Pour faire plus simple :
Dans l'idéal, si je prend un mur vert et que je le peint en rouge puis une nouvelle foi du même vert qu'à l'origine : il est impossible de voir qu'il a été repeint...

TU
Turgon

zsx
C'est du verre en moins bien quoi :D

on est bien d'accord... ^^

BA
bacomino

houri smail
Bonjour,


"Ils sont parvenus à réaliser un matériau capable d'annuler les propriétés de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...), rendant ainsi invisible les objets."


Contrairement aux corps opaques et de couleur sombre qui transforment directement la lumière en chaleur, ce nouveau matériau, à priori transparent, serait peut-être capable de modifier les propriétés de la lumière en transformant l'onde lumineuse en une autre forme d'onde autre que celle de la lumière, ce qui rend invisible les objets placés à travers. Comme le liège pour les ondes sonores, le plomb pour les rayons X et Gamma. Et selon le principe "Rien ne se crée et rien ne se perd", la lumière serait convertie en ondes électromagnétiques invisibles par l'œil humain, car absorption ne veut pas dire dissipation totale d'énergie. :_salut:

Le plomb et le liège se contentent seulement d'altérer une onde en la convertissant en énergie (vibratoire?) a tel point qu'elle ne le traverse plus (ou peu). Nôtre matériaux y est totalement opposé en ayant pour principale caractéristique de ne pas avoir d'effet résultant sur une certaine longueur d'onde de la lumière.

avatar
klinfran

Il faudrait un schéma mais les méta matériaux sont en général tout sauf du verre, on savait faire de l'invisibilité pour l'infrarouge mais ça nécessitait des objets avec des "structures" de la taille de la longueur d'onde. Là il semblerait qu'on l'ai fait avec une longueur d'onde visible, ce qui est énorme. En gros il y a bien des histoires de réfraction et de diffraction, un réseau particulier se comporte "de loin" comme un matériau d'indice négatif, ce qui autorise à dévier la lumière un peu comme on veut, on arrive donc à la faire pénétrer dans un matériau, la dévier, la faire tourner autour d'un objet, pour ensuite la faire sortir de l'autre côté de l'objet avec une phase très proche de l'onde incidente "comme si" il n'y avait rien eu. Il n'y a pas absorption de l'énergie, ni diffusion dans d'autres longueurs d'ondes, c'est vraiment sensationnel en fait, ça n'est pas juste du verre.

Et victor, ne fais pas celui qui ne connait pas:
viewtopic.php?t=15968

VI
Victor

Tu sais personnellement un tel objet je ne connais pas... Jamais manipulé physiquement et c'est toujours la même interrogation sur l'adsorption/diffusion que je connais en classique, les méta matériaux à indice négatifs je n'ai jamais manipulé... Je ne sais que ça tient de lois du genre réseaux mais pas plus

avatar
Maulus

Prometteur !
Apparement sa converti le spectre visible en lumière invisible pour l'oeil m'enfin les radars ne s'y feront pas prendre eux :)

TC
Tchoupi

Si je comprends bien, on ne voit plus l'objet en question. Soit. Mais est-ce que pour autant on voit celui qui est derrière lui ?

avatar
Maulus

Tchoupi
Si je comprends bien, on ne voit plus l'objet en question. Soit. Mais est-ce que pour autant on voit celui qui est derrière lui ?

A priori non, c'est occultant quand même... forcément..?

TC
Tchoupi

Maulus


Tchoupi
Si je comprends bien, on ne voit plus l'objet en question. Soit. Mais est-ce que pour autant on voit celui qui est derrière lui ?


A priori non, c'est occultant quand même... forcément..?

Il me semble en effet que les rayons lumineux issus des objets situés en arrière de l'objet invisible ne pourront pas le traverser... Si ?
Désolé pour la naïveté de mon intervention... :)

avatar
klinfran

mais lisez les réponses qu'on vous fournit!!!!!

En gros il y a bien des histoires de réfraction et de diffraction, un réseau particulier se comporte "de loin" comme un matériau d'indice négatif, ce qui autorise à dévier la lumière un peu comme on veut, on arrive donc à la faire pénétrer dans un matériau, la dévier, la faire tourner autour d'un objet, pour ensuite la faire sortir de l'autre côté de l'objet avec une phase très proche de l'onde incidente "comme si" il n'y avait rien eu.

et cherchez les news parlant de métamatériau. Etre invisible c'est justement pouvoir montrer ce qu'il y a derrière soi!

AL
Aldaux

Maulus
Prometteur ! Apparement sa converti le spectre visible en lumière invisible pour l'oeil m'enfin les radars ne s'y feront pas prendre eux :)

Erreur : il existe des matériaux - notamment des peintures (à ma connaissance c'est un brevet français) - qui absorbent certaines longueurs d'onde dans le domaine radar et les convertissent en IR, ce qui rend ces objets furtifs, comme par exemple les avions F117 et Rafale.
Quand j'aurai repeint ma vieille R21 avec cette peinture, je ne me ferai plus bananer par les sarkoradars... mais il faudrait aussi peindre le pare-brise, les phares et les pneus, là ce ne serait pas très pratique pour rouler librement.
Moi, ce que j'en dis...

avatar
klinfran

en fait si ça convertit des radars en infrarouge le radar va croire que tu recules soudainement très rapidement.

DJ
djipe

J'ai pas tout lu tous les comms...
Mais ce que j'en comprends, c'est que le matériaux est invisible, mais pas au sens transparent.

J'en ai compris qu'il est même réflecteur mais qu'en plus de réfléchir la lumière qui le percute, il en émet une autre qui serait en "opposition de phase" par rapport à la première. Celles-ci s'annuleraient donc. Un peu des signaux en opposition de phase qu'on superpose.
J'interprete ce matériaux comme une alternative au corps noir... :_grat2:

Y en a d'autres qui ont compris comme moi ?

AD
adagio

Heu.... moi j'ai compris qu'ils ont rendu de l'air invisible :)

edit: ahh non ... une plaquette de silicium transfomée, ce qui est deja plus fort !

VI
Victor

Si j'ai tout compris on va créer un objet flou qu'on verra mais qu'on est censé pas voir

AN
Anthar

djipe
J'en ai compris qu'il est même réflecteur mais qu'en plus de réfléchir la lumière qui le percute, il en émet une autre qui serait en "opposition de phase" par rapport à la première. Celles-ci s'annuleraient donc. Un peu des signaux en opposition de phase qu'on superpose.
J'interprete ce matériaux comme une alternative au corps noir... :_grat2:


Y en a d'autres qui ont compris comme moi ?

Perso, j'ai interprété les explications de l'article comme toi... ce serait juste une grosse application de l'expérience de Young ?
Mais en lisant les autres commentaires, j'ai l'impression qu'il y a une subtilité que je n'ai pas saisi.

Par ailleurs, si j'ai bien compris, pour fonctionner, il faut que l'objet soit dans l'air... ça ne fonctionne pas si l'indice de réfraction de la matière contenant le métamatériaux est différent de 1. A moins qu'on puisse modifier à volonté l'indice de réfraction du métamatériaux. Qu'en est-il si l'air contient une grande concentration de particules fines présentant un indice de réfraction différent ?

avatar
Khainyan

C'est pas très très clair :D
Si je résume bien ils ont fait un matériaux....euh qui fait quoi exactement?
Il laisse passer tranquillement les ondes em?
Il les détourner pour les faire sympathiquement ressortir de l'autre côté? (seul possibilité si on veut rendre un objet autre invisible)
Ou il fait un truc que j'ai pas piger? genre dissipation de l'onde,...

JU
justungars

Euh, vous vous êtes tous trompés (à une exception près) :D

en clair, les rayons lumineux contournent l'objet rendu invisible comme une rivière contourne un rocher. les lignes de courant s'écartent puis se rassemblent à nouveau comme si l'objet n'existait pas.

Dans le cas de la lumière, cela vient à rendre invisible le dispositif et l'objet à l'intérieur. C'est-à-dire qu'il n'est ni noir, ni transparent, il a juste l'aspect de l'air "normal".

Rien à voir avec des photons passant du rayonnement X à IR ou quoique ce soit d'autre.

avatar
klinfran

c'est parce que je suis exceptionnel, et que je sais lire.

avatar
Maulus

Alors c'est vraiment de l'invisibilité.
Ahurissant de gérer les photons comme de l'eau...

Sa me fait penser à Renaissance le film d'animation en à-plat noir et blanc, il y a des commandos en tenue invisible, et ils ont des problèmes en cas de pluie :)

DJ
djipe

Plus je relis l'article et plus j'en comprends que le matériau est plus **non-**visible que invisible :

un matériau capable d'annuler les propriétés de la lumière

"En effet, le métamatériau a un indice de réfraction opposé a celui de l'air (-1) tandis que l'air est assimilé à du vide et possède par convention un indice de réfraction de 1", poursuit Vito Mocella. "En ce sens, le métamatériau est de 'l'anti-air'. En les juxtaposant, air et anti-air s'annulent, du moins en ce qui concerne la propagation de la lumière.

Je pense que dans l'article il y a un légé contre sens au niveau de la traduction

avatar
klinfran

non.

avatar
bongo1981

klinfran
c'est parce que je suis exceptionnel, et que je sais lire.

c'est vrai que beaucoup ne savent plus :sarcastic:

avatar
fffred

J'ai cru comprendre de l'article que la lumière peut garder ses mêmes propriétés de phase à la traversée de l'objet, c'est-à-dire que l'objet ne réfracte pas du tout la lumière (imaginez un verre d'eau qui ne trouble pas l'image placée derrière, il est alors invisible). Mais rien n'est indiqué à propos de l'absorption de la lumière. Il doit forcément y avoir une perte quelquepart qui fait qu'on verrait tout de même l'objet car il diminuerait l'intensité de la lumière le traversant (on ne verrait pas la déformation due au verre, mais on verrait une sorte d'ombre à la place).

A-t-on des infos là-dessus ?

avatar
keyplus

comprend pas tout
si je met une boule bleue recouverte de se materiaux sur un fond rouge je verrais bien qu il y a un trou dans le rouge non
pour etre completement invisible l faut que ce qui se trouve derrière l'objet invisible soit visible

par contre un avion invisible dans le ciel bleu pourquoi pas

VI
Victor

Pourquoi ne pas penser à un Miroir... Le miroir reflète un objet dans un espace virtuel... Et si je suis(du verbe suivre) les lois de la réflexion et celle de la réfraction... Je peux aussi dire que le milieu virtuel est d'indice -1 et que la loi de la réfraction s'applique avec un indice négatif, je peux dire n1sini1=n2sini2, si n1=1 et n2=-1, j'ai sini1=-sini2, i1=-i2... Du moins c'est une interprétation qui m'a été donnée pour passer d'un milieu virtuel à un milieu réel... De plus si je regarde l'image qu'il y a dans un miroir je ne vois pas le miroir mais l'image qui se reflète

AD
adagio

Victor tu crois que c'est comme une reflexion ? j'ai eu l'impression que c'est plutot comme une forte refraction. Dans un repere classique (o,i,j) la reflexion d'un rayon arrivant par exemple avec un incidence (1,-1) repart avec une composante ( 1,1), la j'ai l'impression que si l'incidence est (1,-1) le rayon repart suivant (-1,-1). ce qui respecte aussi la loi de refraction. j'espere que je suis assez claire ... pas sur ... :)

Remarque en y reflechissant c'est aussi une reflexion mais comme si elle s'effectuait par rapport a un plan perpendiculaire a la surface !

avatar
bongo1981

Bah non sinon on verrait l'objet...

Il faut que le rayon incident arrive suivant un vecteur u quelconque ( (1,1) dans ton exemple) et parte avec le vecteur u (toujours (1,1) dans ton exemple).

AD
adagio

oui bongo for sur :)

je ne parlais que de la traversée du milieu dindice 1 dans le milieu d'indice -1 apres bien sur il repasse du milieu d'indice -1 dans le milieu d'indice 1 et donc reprend son incidence initial
Je savais que je n'avait pas etait bien clair héhé

avatar
cisou9

je ne parlais que de la traversée du milieu dindice 1 dans le milieu d'indice -1 apres bien sur il repasse du milieu d'indice -1 dans le milieu d'indice 1 et donc reprend son incidence initial

C'est bien ce qui est dit dans l'article. :_jap:

avatar
fffred

keyplus
comprend pas tout
si je met une boule bleue recouverte de se materiaux sur un fond rouge je verrais bien qu il y a un trou dans le rouge non
pour etre completement invisible l faut que ce qui se trouve derrière l'objet invisible soit visible

Oui bah le fond rouge est toujours visible bien sûr. C'est simplement la boule bleue qui est complètement invisible. Les rayons passent à travers comme s'il n'y avait rien. En d'autre termes, ils sont restitués identiques à ce qu'ils étaient au départ. Il n'y a donc pas de "trou" dans le rouge.

Cependant je pense, comme je l'ai dit plus haut, qu'il y a tout de même un peu de pertes de lumière (ce n'est pas un restituteur parfait de la lumière).

avatar
Ze Venerable

On connait les caractéristiques que devrait avoir un matériau pour constituer une cape d'invisibilité parfaite, mais on est pas capable de le fabriquer

BA
Bap2703

http://prl.aps.org/abstract/PRL/v102/i13/e133902
Lisez l'article et vous arrêterez de fantasmer sur ses propriétés. (Par contre vous devrez surement aller dans une bibliothèque ou une université pour y avoir accès)

AD
adagio

Mais tout ces morceaux d'air et d'anti-air doivent avoir un agencement quand meme assez spécifique, mais ils ne disent rien sur la forme globale de cette "cape d'invisibilité ".

VI
Victor

Désolé messieurs mais il y a des mots qui me sont incompréhensibles... Ou qui veulent dire plus qu'ils ne veulent dire... Traduire anti matter par antimatière ou anti air ce n''est pas le bon terme... Il faudrait chercher d'autre mots plus dans nos habitudes... Je proposerais de retrouver des mots comme milieu virtuel au lieu d'anti air par ce que c'est déjà le mot que l'on utilise en optique et qu'il y a déjà des termes similaires pour tous les rayons qui se baladent dans des milieux solides