Storia, ricerche e speranze attorno all’essere invisibili
- Che cosa c’è in un atomo
- Gli antichi Greci sognavano di essere invisibili
- Quali libri leggere sull’invisibilità
- Come si può essere invisibili ai radar
- Come creare un tuo dispositivo per l’invisibilità
1. Che cosa c’è in un atomo
Gli scrittori di fantascienza hanno iniziato a considerare la possibilità dell’invisibilità già negli anni Cinquanta dell’Ottocento, ma la scienza ha cominciato a prenderla in considerazione solo una sessantina di anni dopo. I primi passi verso l’invisibilità scientifica hanno avuto origine da una fonte improbabile: i tentativi di rispondere alla domanda fondamentale, Che cosa c’è in un atomo?
L’idea di atomo è precedente alla nascita della scienza formale. Il nome stesso deriva dal greco antico: nel quinto secolo a.C., il filosofo Democrito e il suo maestro Leucippo introdussero il termine, insieme con l’idea che tutta la materia sia fatta di tali componenti fondamentali indivisibili, circondati dal vuoto. Idee simili in realtà erano comparse già molto prima, nell’ottavo secolo a.C. in India, a partire dal saggio bramino indù Aruni. Quest’idea degli atomi si basava completamente su argomentazioni filosofiche, senza alcuna prova sperimentale a sostegno. Nell’antica Grecia, i filosofi successivi in generale respinsero la filosofia atomistica.
L’idea degli atomi iniziò finalmente a entrare nell’ambito scientifico nel XVII secolo. Isaac Newton iniziò a riflettere su una versione della teoria atomica, senza darle questo nome, nelle edizioni successive della sua Opticks.
Gli atomi sono entrati nel mainstream scientifico, però, solo circa un centinaio d’anni dopo. Ironicamente, nella stessa epoca in cui Thomas Young e altri si rendevano conto che la luce si comporta più come un’onda continua che come una particella, altri ricercatori ottenevano indicazioni per le quali la materia consiste di particelle discrete anziché di una sostanza continua, divisibile all’infinito.
Leggi anche: Raggi invisibili, mostri invisibili
Con il passare degli anni del XIX secolo, iniziarono a essere svelati indizi molto curiosi sulla struttura dell’atomo. Il primo indizio venne dalla tavola periodica degli elementi, presentata nel 1869 da un professore di chimica russo, Dmitrij Mendeleev. La tavola venne costruita da Mendeleev mentre attendeva alla preparazione di un manuale di chimica. Mentre cercava di classificare i vari elementi noti in base alle loro proprietà chimiche, si rese conto che, disponendoli per peso atomico crescente, quelle loro proprietà formavano una struttura periodica. Lasciando nella tabella una casella vuota quando a certe proprietà non corrispondeva un elemento noto, fu in grado di prevedere l’esistenza di elementi ancora da scoprire e le loro proprietà. Molti di quegli elementi furono scoperti nel giro di poco tempo dopo la pubblicazione del lavoro di Mendeleev e fornirono un forte sostegno al suo lavoro. La tavola periodica indicava l’esistenza di qualche tipo di struttura di fondo che metteva in relazione fra loro tutti gli elementi, anche se nessuno era ancora in grado di dire che cosa fosse quella struttura.
Il successivo indizio importante fu la scoperta dell’elettrone come vettore fondamentale della carica elettrica. I raggi X erano stati scoperti nel 1895 da Wilhelm Röntgen in esperimenti con i raggi catodici che trasportavano elettricità; nel 1897, il fisico inglese J.J. Thomson dimostrò sperimentalmente che quei raggi in effetti erano un flusso di particelle a carica negativa, ciascuna con una massa mille volte più piccola del più piccolo fra gli atomi. Thomson lì chiamò “corpuscoli”, ma poi fu adottato universalmente il nome di elettrone. Fu immediatamente chiaro che quegli elettroni erano uno dei componenti fondamentali degli atomi ma nessuno ancora riusciva a stabilire quale ruolo avessero nella struttura atomica.
Un terzo indizio cruciale venne dalla scoperta della radioattività. Nel 1896, il fisico francese Henri Becquerel stava studiando il fenomeno della fosforescenza, in cui un materiale assorbe luce ed emette una radiazione diversa per un lungo periodo di tempo. Avendo saputo della scoperta dei raggi X, Becquerel si chiese se nella fosforescenza venissero emessi proprio quei raggi, e progettò degli esperimenti per mettere alla prova quella possibilità. Avvolse delle lastre fotografiche in carta nera pesante, in modo che non potessero essere raggiunte dalla luce visibile, e collocò sopra le lastre un materiale fosforescente. Lasciando quella struttura al sole, ipotizzò che la luce solare avrebbe generato raggi X fosforescenti, che sarebbero passati attraverso la carta e avrebbero lasciato una traccia sulle lastre fotografiche.
Un ultimo indizio sulla struttura degli atomi venne dall’emissione e dall’assorbimento della luce. Nel 1814, il fisico ottico tedesco Joseph von Fraunhofer collegò un prisma a un telescopio per separare i colori della luce solare, come aveva fatto oltre un secolo prima Newton. Osservando lo spettro della luce solare, Fraunhofer notò che conteneva alcune linee scure, dove a quanto pareva il Sole non emetteva alcuna luce.
Queste linee spettrali di elementi diversi chiaramente avevano qualcosa a che fare con la struttura degli atomi, ma per gran parte del XIX secolo nessuno ebbe idea di come interpretarle. Nel 1885, però, il matematico svizzero Johann Jakob Balmer, allora sessantenne, esaminò specificamente la posizione delle linee spettrali per il più leggero fra gli atomi, quello di idrogeno, e scoprì una formula matematica molto semplice che gli permetteva di prevedere la posizione di tutte le linee spettrali dell’idrogeno per la luce visibile. Nel 1888, il fisico svedese Johannes Rydberg mostrò che la formula di Balmer poteva essere estesa in modo da prevedere le linee spettrali dell’idrogeno anche nell’ultravioletto e nell’infrarosso e stimare le lunghezze d’onda delle linee spettrali anche di altri atomi. Quella formula era il primo indizio quantitativo sulla struttura dell’atomo.
Agli inizi del XX secolo, la comunità scientifica era ampiamente convinta ormai dell’esistenza degli atomi e aveva una serie di indizi interessanti, ma sconcertanti, sulla loro struttura. Non esisteva però alcun modo per studiarla direttamente. Così gli scienziati facevano quello che si fa naturalmente in una situazione simile: avanzavano ipotesi di ogni genere. Alcuni fra i fisici più importanti dell’epoca, fra cui vari futuri premi Nobel, parteciparono a quella gara di speculazioni, che sarebbe durata all’incirca un decennio.
Vari modelli dell’atomo proposti agli inizi del XX secolo.
Per il primo decennio del XX secolo, non ci furono tentativi significativi di risolvere questo enigma. Nel 1910, però, il fisico teorico austriaco-olandese Paul Ehrenfest pubblicò un breve articolo sui Movimenti elettrici irregolari senza campi magnetici e di radiazione. Vi sosteneva che, nelle circostanze giuste, è possibile che una distribuzione estesa di carica elettrica, come la sfera elettronica vibrante di James Jeans, acceleri senza produrre radiazione. Questa idea sarebbe stata riconosciuta poi come una delle prime idee scientifiche importanti per la fisica dell’invisibilità.
2. Gli antichi Greci sognavano di essere invisibili
Nel classico film Scontro di titani (1981), il giovane Perseo si sveglia sorpreso nell’anfiteatro della città di Giaffa, dove è stato trasportato dalla dea Teti per vendetta nei confronti di Zeus, il re degli dei, che non è felice del suo operato. Per aiutare il figlio che ora è finito in mezzo ai pericoli del grande mondo, Zeus fa scendere nell’anfiteatro tre doni per lui: un robusto scudo riflettente, una spada in grado di tranciare il marmo e un cappello che rende invisibile chi lo indossa. Al termine della sua avventura, Perseo troverà una buona applicazione per tutti i tre oggetti.
La trama di Scontro di titani si basa liberamente sulla mitologia greca, che risale a duemila anni fa. Il mito di Perseo ha avuto varie trasformazioni nei secoli, ma una delle versioni più influenti è quella scritta nel primo o secondo secolo nella Biblioteca di un autore oggi noto come Pseudo-Apollodoro. Secondo il racconto della Biblioteca, Perseo usa il berretto [o elmo, a seconda delle traduzioni] di Ade, che garantisce l’invisibilità, per avvicinarsi a Medusa e alle sue sorelle e fuggire con la sua testa.
È dunque da millenni (se non più) che qualcuno ha immaginato i vantaggi (e gli svantaggi) del potere dell’invisibilità.
Una posizione più negativa sull’invisibilità compare nella Repubblica, la grande opera filosofica che Platone scrisse intorno al 375 a.C. Dialogando con Socrate, Glaucone presenta la storia dell’anello di Gige, una storia che a prima vista apparirà sospetta per la sua familiarità agli appassionati di fantascienza.
[Gige, antenato di Creso] era pastore al soldo dell’allora sovrano di Lidia, quando per una violenta tempesta e per un sommovimento del suolo, si squarciò la terra e si aprì una voragine proprio nei pressi del luogo in cui pascolava il gregge.
Assistere a questi eventi e trasecolare fu tutt’uno. E tuttavia discese in questa voragine, e fra le altre cose straordinarie di cui si favoleggia vide anche un cavallo di bronzo, vuoto di dentro, con delle fenditure. Affacciandosi in esse ebbe modo di scorgere un cadavere che lì giaceva e che sembrava di statura maggiore di quella umana. Questo non aveva altro che un anello d’oro su una mano; Gige glielo tolse e se ne uscì.
Quando si tenne la solita riunione dei pastori, per il rendiconto mensile al re dello stato delle greggi, anch’egli vi andò con al dito il suo anello. Mentre sedeva fra tutti gli altri, casualmente, gli capitò di ruotare il castone dell’anello verso di sé, all’interno, verso il palmo della mano, e, detto fatto, divenne invisibile a quelli che gli sedevano a fianco, i quali parlavano di lui come se se ne fosse andato. Non vi dico la sua meraviglia, tantopiù che, di nuovo mettendo mano all’anello, e ruotandone il castone all’esterno, non appena l’ebbe volto ridivenne visibile. Avendo notato questo fatto, egli ripeté l’esperimento con l’anello per verificare se davvero possedeva quello straordinario potere. Il fenomeno si verificò puntualmente: come girava il castone all’interno scompariva alla vista, come lo girava all’esterno riappariva. Appena ebbe la certezza di questa eccezionale proprietà, si diede subito da fare per essere accolto nella delegazione che doveva recarsi dal re, e, come giunse alla sua corte, ne sedusse la moglie, e col suo aiuto, tramando ai danni del sovrano, riuscì ad ucciderlo e, in tal modo, a impossessarsi del potere.
Orbene, se di questi anelli ne esistessero due, e l’uno lo infilasse il giusto, e l’altro l’ingiusto, sta’ pur certo che nessuno sarebbe a tal punto integro da restar saldo nella giustizia.
Attraverso Glaucone e la storia di Gige, Platone si chiede se la virtù esista solo a causa del timore di essere puniti e se la giustizia stessa, perciò, sia solo un costrutto della società. Con la voce di Socrate, risponde sostenendo che l’uomo che cedesse alla tentazione del potere ultimo sarebbe effettivamente punito perché sarebbe schiavo dei suoi desideri. L’uomo che sceglie di non cedervi mantiene il controllo di se stesso e perciò è felice e libero.
3. Quali libri leggere sull’invisibilità
What Was It?, di Fitz-James O’Brien (1859) [trad. it. Che è stato, in Fitz-James o’Brien, La lente di diamante e altri racconti, La casa Usher, Firenze 1992]. Il primo racconto che presenti una spiegazione scientifica dell’invisibilità, per spiegare un mostro invisibile.
Le Horla, di Guy de Maupassant (1886) [trad. it. L’Horla, in Guy de Maupassant, Racconti dell’incubo e del mistero, a cura di Luca Salvatore, Feltrinelli, Milano 2019]. Un parigino è tormentato da un essere invisibile che si è installato nella sua casa.
The Damned Thing, di Ambrose Bierce (1893) [trad. it. La cosa maledetta, in Ambrose Bierce, Tutti i racconti vol. 1: I racconti dell’orrore, Fanucci, Roma 2005].
The Invisible Man, di H.G. Wells (1897) [trad. it. L’uomo invisibile; varie edizioni in lingua italiana; la citazione nel Capitolo 8 è tratta dall’edizione Rizzoli BUR, Milano 1960]. Il classico. Uno scienziato si rende invisibile e scopre che non è divertente come sembrava.
Le Secret de Wilhelm Storitz, di Jules Verne (ca. 1897) [trad. it. La fidanzata invisibile – Il segreto di Wilhelm Storitz, Robin, Torino 2023]. Un tedesco malvagio si ripropone di distruggere la felicità della donna che lo ha respinto. [L’edizione italiana propone sia il manoscritto di Verne, sia la versione pubblicata dal figlio.]
The Shadow and the Flash, di Jack London (1906) [trad. it. L’ombra e il baleno, in L’ombra e il baleno. Cinque racconti scelti da J.L. Borges, Marietti 1992; anche, con il titolo L’ombra e il bagliore, in Faccia di Luna e altre storie, Landscape Books, 2002]. Due scienziati rivali scoprono due metodi diversi per rendersi invisibili e finiscono per andare incontro a una morte violenta.
The Dunwich Horror, di H.P. Lovecraft (1929) [trad. it. L’orrore di Dunwich, in H.P. Lovecraft, Tutti i racconti, Mondadori, Milano 2017]. Il clan corrotto dei Whateley stringe un patto con un orrore cosmico; quando muore l’ultimo appartenente al clan, l’essere invisibile che tenevano segregato in casa diventa una furia.
Sinister Barrier, di Eric Frank Russell (1939) [trad. it. Schiavi degli invisibili, in Urania, n. 7, 1953]. Alcuni scienziati scoprono un metodo per vedere nell’infrarosso profondo e scoprono che esistono esseri invisibili che controllano l’umanità. Quegli esseri non hanno alcuno scrupolo a uccidere esseri umani, pur di mantenere il controllo. Un classico della fantascienza.
Cloak of Aesir, di Don A. Stuart (1939) [trad. it. Il mantello di Aesir, in Isaac Asimov, Martin H. Greenberg, Storie della fantascienza – Volume 1, 1939-1943, Mondadori, Milano 2022]. In un lontano futuro, l’umanità è stata conquistata dagli alieni Sarn. Un essere misterioso chiamato Aesir, con un mantello di oscurità invulnerabile, chiede la libertà per gli umani. I Sarn inviano agenti dotati di invisibilità a scoprire il segreto di Aesir.
In the Walls of Eryx, di H.P. Lovecraft (1939) [trad. it. Nel labirinto di Eryx, in H.P. Lovecraft, Tutti i racconti, Mondadori, Milano 2015]. Un ricercatore minerario su Venere scopre un labirinto invisibile costruito dai nativi. L’avidità ha la meglio su di lui e si trova intrappolato all’interno, con la scorta di ossigeno che si va esaurendo.
Slan, di A.D. van Vogt (1940) [in italiano pubblicato in varie edizioni: con il titolo Il segreto degli Slan in Urania n. 8, Mondadori, Milano 1953; poi, con il titolo Slan, Nord, Milano 1971 e 1989; la citazione all’inizio del Capitolo 5 è tratta da quest’ultima]. Una razza di mutanti con intelligenza, forza e poteri psichici superiori, gli Slan, ha difficoltà a sopravvivere in un mondo in cui gli umani li stermina a vista. Il protagonista inventa una nave spaziale che rimane invisibile disintegrando tutta la luce che la raggiunge, un meccanismo che fa pensare all’interferenza distruttiva e alle sorgenti non radianti.
Invisible Men of Mars, di Edgar Rice Burroughs (1941) [trad. it. Gli uomini invisibili di Marte, in Liana di Gathol, Nord, Milano 1982]. Racconto della serie con protagonista John Carter di Marte, l’ultimo pubblicato mentre l’autore era ancora in vita. John Carter e sua nipote sono catturati da una città i cui abitanti hanno sviluppato la scienza dell’invisibilità.
War with the Gizmos, di Murray Leinster (1958) [trad. it. Questo è un Gizmo, in Urania n. 284, Mondadori, Milano 1962]. L’umanità è attaccata da una specie misteriosa di esseri fatti di gas, e per questo invisibili. I fortunati sopravvissuti ai primi attacchi devono correre ad avvertire la civiltà umana.
The Invisible Man Murder Case, di Henry Slesar (1958) [trad. it. Il caso dell’assassino invisibile, in Isaac Asimov, Charles G. Waugh, Martin H. Greenberg (a cura di), I 7 peccati morali della FS, Urania n. 832, Mondadori, Milano 1982].
For Love, di Algis Budrys (1962) [trad. it. Per amore, in Galaxy 65, 10, 1963]. Un’enorme nave aliena scende sulla Terra per effettuare delle riparazioni e prende possesso del mondo in superficie, mentre l’umanità è costretta per decenni a nascondersi nel sottosuolo. Per riuscire a liberarsi, l’umanità costruisce un veicolo invisibile che dovrà sganciare una bomba a fusione direttamente sulla nave aliena, altrimenti intoccabile.
Memoirs of an Invisible Man, di H.F. Saint (1987) [trad. it. Ricordi di un uomo invisibile, Mondadori, Milano 1987]. I ricordi di un uomo che diventa invisibile a causa di un incidente in laboratorio e deve capire come vivere la propria vita. Ne è stato ricavato un film (Avventure di un uomo invisibile), diretto da John Carpenter nel 1992.
Let’s Get Invisible!, di R.L. Stine (1993) [trad. it. 1,2,3… Invisibile!, Mondadori, Milano 1995]. Un libro della collana per ragazzi “Goosebumps” [letteralmente: “pelle d’oca”, in italiano pubblicata con il titolo “Piccoli brividi”]. Un ragazzo trova uno specchio che può renderlo invisibile, e ovviamente si caccia in guai di ogni genere.
4. Come si può essere invisibili ai radar
L’ingrediente attivo della luce è il campo elettrico. Si sarebbe scoperto che è vero per la maggior parte dei materiali naturali, quando esposti alla luce visibile: il materiale interagisce con il campo elettrico, non con il campo magnetico dell’onda elettromagnetica.
Un materiale che interagisse anche con un campo magnetico, però, si comporterebbe in modo molto diverso e avrebbe proprietà molto interessanti. Per i materiali ordinari, che reagiscono solo con il campo elettrico, la teoria di Maxwell prevede che quasi sempre ci sarà un’onda di luce riflessa. La teoria prevede però anche che un materiale con la giusta combinazione di risposte elettriche e magnetiche potrebbe non generare riflessione; in sostanza, le onde riflesse create dalle risposte elettriche e magnetiche del materiale potrebbero cancellarsi a vicenda: le onde riflesse interferirebbero distruttivamente.
L’applicazione militare del fenomeno non sfuggì a scienziati e ingegneri durante la Seconda guerra mondiale. Il fisico tedesco Arnold Sommerfeld, che oggi è considerato uno dei grandi scienziati dell’ottica, più tardi ricordava il suo lavoro in questo campo:
Nel corso della guerra si presentò il problema di trovare, come contromisura contro i radar alleati, uno strato superficiale non riflettente (‘nero’) di piccolo spessore. Questo strato doveva essere particolarmente non riflettente per onde radar incidenti perpendicolarmente o quasi.
Il radar era un’altra tecnologia nata dalla scoperta delle onde radio da parte di Heinrich Hertz. La tecnica di RAdio Detection And Ranging utilizza le onde radio per individuare oggetti in modo simile a come un pipistrello utilizza gli echi acustici: una stazione radar invia segnali nell’aria e cerca echi di ritorno da aerei nemici.
Sommerfeld e i suoi colleghi, in sostanza, cercavano di scoprire (o di creare) un nuovo materiale che non riflettesse le onde radar, un materiale che eliminasse la riflessione utilizzando una combinazione di risposte elettriche e magnetiche. Non è chiaro che abbiano fatto progressi significativi verso questo obiettivo, ma un approccio simile è stato usato nella progettazione del bombardiere stealth B-2 Spirit degli Stati Uniti. Il bombardiere risulta meno rilevabile dal radar grazie a due scelte progettuali principali: la sua forma e il suo materiale. Il radar è un sistema di rilevamento attivo; la stazione radar invia un impulso e cerca di individuare un segnale che rimbalza indietro dopo avere colpito un obiettivo. Un aereo comune, con uno scafo arrotondato, tende a riflettere le onde radar in tutte le direzioni, e in questo modo almeno alcune torneranno alla stazione radar e verranno rilevate. Il bombardiere stealth ha un fondo piatto, il che significa che le onde radar vengono riflesse principalmente in una direzione unica, nel rispetto della legge della riflessione. Poiché queste onde vengono riflesse in un’unica direzione, è meno probabile che raggiungano una stazione radar a terra e vengano rilevate.
Il materiale di un bombardiere stealth è un composito carbonio-grafite che assorbe una quantità significativa dell’energia radar incidente. Con un’apertura alare di 52,5 metri e una lunghezza di 21, il bombardiere ha una sezione trasversale al radar di circa 0,09 metri quadrati, il che lo rende, per quanto riguarda il rilevamento radar, grande quanto una palla da basket. Il bombardiere stealth moderno ha raggiunto in gran parte l’invisibilità al radar che Sommerfeld sognava.
5. Come creare un tuo dispositivo per l’invisibilità
Nota: alcuni degli esperimenti elencati qui di seguito prevedono l’uso di materiali pericolosi o che possono diventare pericolosi se utilizzati in modo non corretto. Se chi legge vorrà condurre questi esperimenti dovrà farlo a proprio rischio. L’autore e l’editore non garantiscono la sicurezza delle persone che utilizzino queste procedure e specificamente non si assumono alcuna responsabilità, diretta o indiretta, per quanto possa derivare dall’uso o dall’applicazione delle informazioni qui contenute. Se vuoi eseguire qualcuno di questi esperimenti, assicurati di prendere le opportune precauzioni per la tua sicurezza e di conoscere i rischi possibili.
I veri mantelli dell’invisibilità richiedono materiali e processi di fabbricazione molto complessi, e probabilmente sono molto lontani dalla realizzazione, se mai lo saranno. Esistono però vari modi in cui puoi divertirti con l’invisibilità direttamente in casa, e vale la pena descriverne qualcuno.
La tecnica più facile per ottenere una dimostrazione che davvero cattura l’attenzione è la corrispondenza degli indici di rifrazione. Molti negozi per il fai da te vendono confezioni di perle d’acqua, che possono essere utilizzate al posto del terriccio per le piante da appartamento. Le perle sono fatte di un gel polimerico che assorbe acqua e, quando sature, sono costituite da acqua per il 90 percento. Il loro indice di rifrazione perciò è molto vicino a quello dell’acqua e, se le immergi in un bicchiere d’acqua, sembrerà che scompaiano completamente.
Un esperimento alternativo si può condurre con vetro Pyrex e olio minerale. Le aste di agitazione in Pyrex si possono ordinare online e non costano molto; l’olio minerale si può acquistare in farmacia. (L’olio minerale di solito è utilizzato come lassativo, perciò preparati a vedere qualche sguardo strano, se vai ad acquistarne litri). Il Pyrex ha quasi lo stesso indice di rifrazione dell’olio minerale per la luce visibile e, quando si immerge l’asta di Pyrex nell’olio, sembra che si fonda in corrispondenza della superficie.
Con un po’ più di fatica e una configurazione diversa, è addirittura possibile dimostrare, sia pure rozzamente, i principi dell’invisibilità. Per produrre l’effetto sono necessari otto prismi rettangolari di vetro, che si possono trovare nei negozi online di articoli scientifici per pochi euro. I prismi vanno disposti come nella figura. Chi si mette di lato potrà vedere gli oggetti che stanno dietro il mantello ma non potrà vedere ciò che si trova al suo interno.
Vista dall’alto di un mantello fatto di prismi. Se si guarda dalla direzione indicata nell’illustrazione, si può vedere che cosa c’è dietro il mantello, ma non ciò che è al suo interno.
Per rendere l’effetto ancora più pronunciato, i prismi possono essere incollati fra loro con una colla per vetro con indice di rifrazione corrispondente, ma ho scoperto che basta accostare bene i prismi fra loro per ottenere una dimostrazione.
Si possono esplorare con relativa facilità anche i concetti della trasparenza, seguendo le orme di Isaac Newton. Si può bagnare della carta in olio vegetale o olio d’oliva per renderla trasparente; come abbiamo detto nel corso del libro, l’olio riempie gli spazi fra le fibre della carta, riduce la quantità di luce diffusa e rende la carta trasparente. Un’altra possibilità è acquistare l’oculus mundi (l’occhio del mondo) di Newton: questa pietra, chiamata anche lapis mutabilis o idrofano, è un opale poroso che diventa trasparente quando è imbevuto d’acqua.
Anche in questo caso, l’acqua riempie i pori dell’opale, riduce la diffusione della luce e aumenta la trasparenza. È possibile acquistare campioni di opale idrofano online a prezzi contenuti.
Vale la pena, per ragioni storiche, citare un’altra dimostrazione dell’invisibilità, anche se non l’ho mai ripetuta personalmente. Nel 1902, il fisico Robert Williams Wood pubblicò un articolo intitolato The Invisibility of Transparent Objects, probabilmente il primo articolo scientifico dedicato allo studio della fisica dell’invisibilità, sia pure in un senso limitato.
Non è solo la storia dell’invisibilità, ma è anche la storia di come siamo arrivati a conoscere la natura stessa della luce e di tutte le scoperte che ne sono derivate.
Nel suo articolo sugli oggetti trasparenti, Wood cercava di confermare un’ipotesi formulata da un altro famoso fisico, Lord Rayleigh. Vari anni prima, nel suo Geometrical Objects, Rayleigh aveva ipotizzato che l’unico motivo per cui gli oggetti trasparenti si possono vedere fosse perché di solito vengono illuminati in maniera non uniforme, cioè la quantità di luce che incide su un lato dell’oggetto è maggiore di quella che incide sull’altro lato. Rayleigh ipotizzava che un oggetto trasparente posto in una regione in cui la luce provenisse in pari misura da tutte le direzioni (per esempio, un oggetto nella nebbia fitta) sarebbe stato effettivamente invisibile.
Questa vecchia ipotesi quasi certamente non è vera in generale, ma Wood escogitò un metodo ingegnoso per metterla alla prova. Citiamo direttamente le sue parole:
Recentemente ho escogitato un metodo grazie al quale si può ottenere molto facilmente un’illuminazione uniforme e si può illustrare la scomparsa degli oggetti trasparenti quando vi sono immersi. Il metodo, in breve, consiste nel collocare l’oggetto all’interno di un globo cavo, la cui superficie interna sia ricoperta con la vernice luminosa di Balmain, e guardare l’interno attraverso un piccolo foro. […]
Se le superfici interne vengono esposte a una luce diurna intensa, al sole o alla luce elettrica e l’apparato poi viene portato in una stanza buia, e vi sono collocati all’interno una sfera di cristallo o il tappo di vetro lavorato di una caraffa, si scoprirà che risulta quasi completamente invisibile, se si guarda attraverso la piccola apertura. Una fluorescenza blu uniforme riempie l’interno del globo e solo l’osservazione più attenta permette di cogliere la presenza di un oggetto solido al suo interno. Possono comparire una o due delle facce laterali del tappo, se per caso riflettono o mostrano per rifrazione qualche parte della linea di giunzione dei due emisferi.
In breve: Wood ha preso i due emisferi di un globo, ne ha rivestito l’interno di vernice fluorescente, ha praticato un forellino da cui poter osservare l’interno, ha collocato un oggetto di vetro all’interno e ha unito i due emisferi. In base ai suoi risultati, l’oggetto di vetro era a malapena visibile.
Sono arrivato fino ad acquistare emisferi di plastica e vernice fluorescente a spruzzo, ma non mi sono ancora deciso ad assemblare il dispositivo per metterlo alla prova. Come si dice spesso nei manuali di fisica, lo lascio come esercizio per chi legge!
Questo articolo richiama contenuti da Invisibilità.
Immagine di apertura originale di Michael Dziedzic su Unsplash.
L'autore
Iscriviti alla newsletter
Novità, promozioni e approfondimenti per imparare sempre qualcosa di nuovo
