El documento describe un estudio sobre el desarrollo de una "poción de invisibilidad" basada en la reducción del campo dispersado alrededor de un objeto. Los investigadores optimizaron parámetros como la constante dieléctrica y el radio de capas concéntricas dentro de esferas dieléctricas para minimizar la sección eficaz de dispersión a diferentes longitudes de onda. Los resultados mostraron una reducción significativa de la dispersión en comparación con esferas vacías, demostrando la viabilidad del método.

1. Invisibilidad a través de pociones
A.Serna, L.J. Molina, J. Rivero, J.M. Taboada, L. Landesa
Universidad de Extremadura
serna@unex.es, llandesa@unex.es
@SernaOnline,@LuisLandesa
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 1 / 22

2. 1 Introducción y objetivo
2 Técnicas de invisibilización
3 La poción de invisibilidad
4 Proceso y recursos empleados
5 Resultados
6 Conclusiones
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 2 / 22

3. Introducción
Desarrollo de un nuevo método de invisibilidad.
I Reducción del campo dispersado.
I Procesos de optimización.
I Análisis electromagnético.
I Supercomputación.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 3 / 22

4. Objetivo
Desarrollar un método alternativo a las capas de invisibilidad y demostrar su
viabilidad.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 4 / 22

5. Técnicas de invisibilización (I)
Transformation Optics.
[Min Yan, Wei Yan and Min Qiu, Invisibility Cloaking by Coordinate Trans-formation
, Progress in Optics, vol. 52.]
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 5 / 22

6. Técnicas de invisibilización (II)
Transformation Optics.
[D. Schurig, J. J. Mock, B. J. Justice, S. A. Cummer, J. B. Pendry, A. F.
Starr, and D. R. Smith, Metamaterial electromagnetic cloak at microwave
frequencies, Science, vol. 314, no. 5801, pp. 977980, 2006.]
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 6 / 22

7. Técnicas de invisibilización (III)
Cancelación de campo dispersado.
Et = Einc + Es
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 7 / 22

8. Técnicas de invisibilización (IV)
Cancelación de campo dispersado.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 8 / 22

9. La poción de invisibilidad (I)
Basada en reducción del campo dispersado.
Esquema formado por capas concéntricas introducidas en el interior
del objeto.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 9 / 22

10. La poción de invisibilidad (II)
Se puede ver como un cambio de roles.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 10 / 22

11. La poción de invisibilidad (III)
Capas vs. pociones.
I Dependencia del material.
F Tangente de pérdidas.
F Penetrabilidad.
I Geometría.
F El objeto debe ser hueco.
F Grosor del objeto.
F Modicación externa.
I Interacción luz-objeto
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 11 / 22

12. Recursos empleados
Colaboración con el Centro Extremeño de iNvestigación,
Innovación Tecnológica y Supercomputación.
Supercomputador Lusitania.
I 2 nodos homogéneos.
I 64 procesadores/nodo dual core Intel
Itanium.
I 2 TB memoria RAM.
Cluster Auxiliar.
I 9 nodos heterogéneos.
I 8/64 cores/nodo, Intel Xeon.
I 64/512 GB RAM/nodo.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 12 / 22

13. Proceso empleado
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 13 / 22

14. Resultados [I]
Ejemplo I:
Scattering[dBsm] -20,893
r -1,222410
Capa 1 r -1,159460
radext[nm] 96.00
r -15,466900
Capa 2 r -0,191959
radext[nm] 85.82
Parámetros optimizados para una esfera dieléctrica [r = 15; r = 2]
de 240nm de diámetro obtenidos para i=480nm.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 14 / 22

15. Resultados [II]
200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700
30
25
20
15
10
5
0
−5
−10
−15
−20
Campo dispersado vs longitud de onda incidente
Longitud de onda incidente, nm
Scattering Cross Section, dBsm
Esfera vacía
Sim. #1
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 15 / 22

16. Resultados [III]
Representación en el dominio temporal. Longitud de onda incidente 480nm.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 16 / 22

17. Resultados [IV]
Representación en el dominio temporal. Longitud de onda incidente 540nm.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 17 / 22

18. Resultados [V]
Ejemplo II:
Scattering[dBsm] -20,260
r 1.127830
Capa 1 r 0.649142
radext[nm] 192.00
r -15.245300
Capa 2 r 0.147402
radext[nm] 68.90
r -0.654223
Capa 3 r 0.273358
radext[nm] 50.33
Parámetros optimizados para una esfera dieléctrica [r = 15; r = 2]
de 480nm de diámetro obtenidos para i=480nm.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 18 / 22

19. Resultados [VI]
Representación en el dominio temporal. Longitud de onda incidente 480nm.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 19 / 22

20. Resultados [VII]
Representación en el dominio temporal. Longitud de onda incidente 480nm.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 20 / 22

21. Conclusiones
Se ha demostrado la viabilidad del método.
Compromiso efectividad-material de la estructura.
I Penetrabilidad.
I Pérdidas.
Obviando la dispersividad de los materiales puede presentar un
comportamiento estable en frecuencia.
I Hasta un 60% del espectro óptico.
Trabajo actual:
I Estudio en otras geometrías.
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 21 / 22

22. Gracias por la atención
Alberto Serna Martín XXIX Simposium Nacional de la Unión Cientíca Internacional de Radio 22 / 22