Invisibilité

L'invisibilité est l'état d'un objet qui ne peut pas être vu . Un objet dans cet état est dit invisible (littéralement, « non visible »). Le phénomène est étudié par la physique et la psychologie perceptive .

Les objets étant visibles par la lumière provenant d'une source réfléchie sur leur surface et frappant les yeux du spectateur , la forme la plus naturelle d'invisibilité (qu'elle soit réelle ou fictive) est un objet qui ne réfléchit ni n'absorbe la lumière (c'est-à-dire qu'il laisse passer la lumière). C'est ce qu'on appelle la transparence et on la retrouve dans de nombreux matériaux naturels (bien qu'aucun matériau naturel ne soit transparent à 100 %).

La perception de l'invisibilité dépend de plusieurs facteurs optiques et visuels. Par exemple, l'invisibilité dépend des yeux de l'observateur et/ou des instruments utilisés. Ainsi, un objet peut être classé comme « invisible » pour une personne, un animal, un instrument, etc. Dans les recherches sur la perception sensorielle , il a été démontré que l'invisibilité est perçue de manière cyclique.

L'invisibilité est souvent considérée comme la forme suprême de camouflage , car elle ne révèle au spectateur aucun type de signe vital , d'effet visuel ou de fréquence du spectre électromagnétique détectable à l' œil humain , utilisant plutôt des longueurs d'onde radio , infrarouge ou ultraviolette .

En optique d’illusion , l’invisibilité est un cas particulier d’effets d’illusion : l’illusion de l’espace libre.

Le terme est souvent utilisé dans la fantasy et la science-fiction , où les objets ne peuvent pas être vus au moyen de magie ou d'une technologie hypothétique .

La technologie peut être utilisée de manière théorique ou pratique pour rendre les objets du monde réel invisibles.

En utilisant une image en temps réel affichée sur un écran portable, il est possible de créer un effet de transparence. C'est ce qu'on appelle le camouflage actif . Bien que la technologie furtive soit déclarée invisible aux radars , toutes les applications officiellement divulguées de cette technologie ne peuvent que réduire la taille et/ou la clarté de la signature détectée par le radar.

En 2003, le scientifique chilien Gunther Uhlmann postule les premières équations mathématiques pour créer des matériaux invisibles. En 2006, une équipe de chercheurs britanniques et américains a annoncé le développement d'une véritable cape d'invisibilité , un métamatériau fabriqué artificiellement qui est invisible au spectre des micro-ondes, bien qu'il n'en soit qu'à ses débuts.

Dans la réalisation de films , des personnes, des objets ou des arrière-plans peuvent être rendus invisibles à la caméra grâce à un procédé connu sous le nom d' incrustation chromatique .

Les ingénieurs et les scientifiques ont mené divers types de recherches pour étudier la possibilité de trouver des moyens de créer une véritable invisibilité optique (cape) pour les objets. Les méthodes sont généralement basées sur la mise en œuvre des techniques théoriques de l'optique de transformation , qui ont donné lieu à plusieurs théories du camouflage .

Actuellement, il n'existe pas de dispositif de camouflage pratique. Un travail théorique de 2006 prédit que les imperfections sont mineures et que les métamatériaux pourraient rendre les « dispositifs de camouflage » pratiques dans la vie réelle. La technique devrait être appliquée aux ondes radio d'ici cinq ans et la distorsion de la lumière visible est une possibilité éventuelle. La théorie selon laquelle les ondes lumineuses peuvent être traitées de la même manière que les ondes radio est désormais une idée populaire parmi les scientifiques. L'agent peut être comparé à une pierre dans une rivière, autour de laquelle l'eau passe, mais légèrement en aval ne laisse aucune trace de la pierre. En comparant les ondes lumineuses à l'eau, et quel que soit l'objet qui est « masqué » à la pierre, l'objectif est de faire passer les ondes lumineuses autour de cet objet, ne laissant aucun aspect visible de celui-ci, peut-être même pas une ombre. C'est la technique décrite dans la représentation télévisée de 2000 de L'Homme invisible .

Deux équipes de scientifiques ont travaillé séparément pour créer deux « capes d'invisibilité » à partir de « métamatériaux » conçus à l' échelle nanométrique . Ils ont démontré pour la première fois la possibilité de masquer des objets tridimensionnels (3D) avec des matériaux conçus artificiellement qui redirigent les ondes radar, lumineuses ou autres autour d'un objet. Alors que l'une utilise une sorte de filet de couches métalliques pour inverser la direction de la lumière, l'autre utilise de minuscules fils d'argent. Xiang Zhang, de l' Université de Californie à Berkeley , a déclaré : « Dans le cas des capes ou boucliers d'invisibilité, le matériau devrait courber les ondes lumineuses complètement autour de l'objet comme une rivière coulant autour d'un rocher. Un observateur regardant l'objet masqué verrait alors la lumière derrière lui, ce qui lui donnerait l'impression de disparaître. »

L'équipe de Jason Valentine, chercheur à l'Université de Californie à Berkeley, a créé un matériau qui affecte la lumière proche du spectre visible, dans une région utilisée dans les fibres optiques : « Au lieu que le poisson semble être légèrement en avant de l'endroit où il se trouve dans l'eau, il semblerait en fait être au-dessus de la surface de l'eau. Pour qu'un métamatériau produise une réfraction négative, il doit avoir un réseau structurel plus petit que la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique utilisé. » L'équipe de Valentine a créé son matériau « filet de pêche » en empilant des couches diélectriques d'argent et de métal les unes sur les autres, puis en perçant des trous à travers elles. L'autre équipe a utilisé un modèle d'oxyde et a fait pousser des nanofils d'argent à l'intérieur d'oxyde d'aluminium poreux à de minuscules distances les uns des autres, inférieures à la longueur d'onde de la lumière visible. Ce matériau réfracte la lumière visible.

L' équipe de recherche de l'Imperial College de Londres a obtenu des résultats avec les micro-ondes . Une cape d'invisibilité constituée d'un cylindre de cuivre a été produite en mai 2008 par le physicien professeur Sir John Pendry . Des scientifiques travaillant avec lui à l'université Duke aux États-Unis ont mis l'idée en pratique.

Pendry, qui a théorisé la cape d'invisibilité « comme une blague » pour illustrer le potentiel des métamatériaux, a déclaré dans une interview en août 2011 que les manifestations grandioses et théâtrales de son idée étaient probablement exagérées : « Je pense qu'il est assez certain qu'aucune cape que Harry Potter reconnaîtrait n'est sur la table. Vous pourriez imaginer une théorie, mais la faisabilité même de sa fabrication serait tellement impossible. Mais peut-on cacher des choses à la lumière ? Oui. Peut-on cacher des choses qui font quelques centimètres de large ? Oui. La cape est-elle vraiment flexible et flottante ? Non. Le sera-t-elle un jour ? Non. On peut donc faire beaucoup de choses, mais il y a des limites. Il y aura des enfants déçus, mais il y aura peut-être quelques personnes dans l'industrie qui en seront très reconnaissantes. »

En Turquie, en 2009, les chercheurs du Centre de recherche en nanotechnologie de l'Université de Bilkent ont expliqué et publié dans le New Journal of Physics qu'ils ont réussi à rendre l'invisibilité réelle dans la pratique en utilisant la nanotechnologie en rendant un objet invisible sans ombres, etc. à côté d'une scène parfaitement transparente en produisant un matériau nanotechnologique qui peut également être produit comme un costume que tout le monde peut porter.

En 2019, Hyperstealth Biotechnology a breveté la technologie à l'origine d'un matériau qui courbe la lumière pour rendre les personnes et les objets presque invisibles à l'œil nu. Le matériau, appelé Quantum Stealth, est encore actuellement au stade du prototypage, mais a été développé par le PDG de la société, Guy Cramer, principalement à des fins militaires, pour dissimuler des agents et des équipements tels que des chars et des avions sur le terrain. Contrairement aux matériaux de camouflage traditionnels, qui sont limités à des conditions spécifiques telles que les forêts ou les déserts, selon Cramer, cette « cape d'invisibilité » fonctionne dans n'importe quel environnement ou saison, à n'importe quelle heure de la journée. Et ce, malgré le fait que son application réelle nécessite des arrière-plans artificiels constitués de lignes horizontales.

Une personne peut être qualifiée d'invisible si les autres refusent de la voir ou la négligent systématiquement. Le terme a été utilisé de cette manière dans le titre du livre Invisible Man de Ralph Ellison , en référence au protagoniste, probablement inspiré de l'auteur, qui est négligé en raison de son statut d' Afro-Américain . Cela est corroboré par la citation tirée du prologue : « Je suis invisible, comprenez-vous, simplement parce que les gens refusent de me voir. » (Prologue.1)

Dans la fiction, les personnes ou les objets peuvent être rendus complètement invisibles par plusieurs moyens :

• Des objets magiques tels que des anneaux , des capes et des amulettes peuvent être portés pour conférer au porteur une invisibilité permanente (ou une invisibilité temporaire jusqu'à ce que l'objet soit retiré).
• Les potions magiques peuvent être consommées pour accorder une invisibilité temporaire ou permanente.
• Les sorts magiques peuvent être lancés sur des personnes ou des objets, conférant généralement une invisibilité temporaire.
• Certaines créatures mythiques peuvent se rendre invisibles à volonté, comme dans certains contes où les lutins ou les dragons chinois peuvent rétrécir à tel point que les humains ne peuvent pas les voir.
• Dans la science-fiction, l'idée d'un « dispositif de camouflage ».

Dans certaines œuvres, le pouvoir de la magie crée un moyen efficace d'invisibilité en distrayant quiconque pourrait remarquer le personnage. Mais comme le personnage n'est pas vraiment invisible, l'effet pourrait être trahi par des miroirs ou d'autres surfaces réfléchissantes.

En ce qui concerne l'invisibilité magique , la question peut se poser de savoir si les vêtements et les objets portés par l'être invisible sont également rendus invisibles. En général, ils sont également considérés comme invisibles, mais dans certains cas, les vêtements restent visibles et doivent être retirés pour obtenir l'effet d'invisibilité complet.