Kunt u mij onzichtbaar maken meneer?

Hoe word je onzichtbaar? Martijn van Calmthout trok door het land in de hoop uit zicht te raken, al was het maar voor even. 'In theorie zouden we een onzichtbaarheidsmantel kunnen creëren.'

Achteraf gezien had ik natuurlijk gewoon meteen Hans Klok moeten bellen. Als er iemand is, die me kwijt zou kunnen maken, is het de Gezonde Hollandse Illusionist wel. Grote doos, spotlights, rook, een zwierig gebaar en weg was ik. Misschien niet helemaal hetzelfde als onzichtbaar, maar dat is toch vooral een semantische kwestie. Weg is weg.


Kom daar eens om bij de wetenschap. Wekenlang ben ik onderweg geweest met een simpele vraag: kunt u mij onzichtbaar maken, meneer? Ik heb Japanse ingenieurs gemaild en gebeld, Nederlandse fysici ondervraagd en hersenwetenschappers, heb defensielaboratoria bezocht. Ik heb tegen alle weerzin in zelfs een jachtshop gezocht. Maar onzichtbaar? Nauwelijks.


Sommige motten hebben een patroon op de vleugels waarmee ze wegvallen tegen de bast waarop ze zitten. En de glazen ruiten waar we doorheen kijken, vallen nauwelijks op. Onzichtbaarheid bestaat dus. Wie zich verstoppen wil, moet worden als de achtergrond. Of doorzichtig. Kan dat zo moeilijk zijn? Ja, dat valt niet mee.


Wat niet wil zeggen dat het geen leerzame weken zijn geweest. Onzichtbaarheid, is de les, is niet alleen een mooie en eigenlijk heel klassieke droom. Het is ook een leerzaam gedachtenexperiment, dat beter doet beseffen hoe goed wij mensen eigenlijk zijn in waarnemen. En hoe slecht we zijn in onszelf voor de gek houden. Behalve Hans Klok, natuurlijk, maar dat terzijde.


Ik begin in Groningen, bij perceptieonderzoeker dr. Jacob Jolij, die me ooit uitlegde hoe groot de rol van het onbewuste is bij kijken. Hij onderzoekt het visuele systeem bij de mens, dat anders dan gedacht vooral het brein omvat en niet alleen de ogen. Jolij doet proeven waarbij hij met sterke magneten bij proefpersonen visuele waarnemingen in de war stuurt. Hij kan tijdelijk onzichtbaar maken wat er toch echt wel is. Ook mij. Maar toch vooral door de toeschouwer ziende blind te maken, een paar milliseconden.


Dat moet beter kunnen. Het echte verhaal begint in de bioscoop bij het Leidseplein in Amsterdam, jaren geleden alweer. In de eerste Harry Potter-film krijgt de jonge tovenaar van schoolhoofd professor Perkamentus een onzichtbaarheidsmantel, een kerstcadeau. De mantel is van Harry's vader geweest en speelt in alle volgende delen van de reeks een belangrijke rol. Dat hij de drager ook onzichtbaar maakt voor De Dood blijkt meermalen een handige vondst van J.K. Rowling, schepper van Potter. En Rowling zou Rowling niet zijn, als die vondst geen dubbele bodem blijkt te hebben.


Toeval of niet, onzichtbaarheid is rond die tijd, we schrijven 1997, ook in wetenschappelijke kring een hot topic aan het worden. De jaren ervoor heeft de Britse theoretisch natuurkundige John Pendry een baanbrekende theorie gelanceerd, waarin hij zijn gedachten de vrije loop laat over zogeheten metamaterialen. Dat zijn materialen waarin elektromagnetische golven, zoals licht of radiogolven, zich volkomen tegendraads gedragen. Hebben binnenvallende golven in gewone materialen zoals glas of water de neiging om dieper een materiaal in te duiken, in een metamateriaal hebben ze juist de neiging om aan het oppervlak te blijven.


Schild

Sindsdien gonst het van de verhalen over potentiële onzichtbaarheid, zegt dr. Kobus Kuipers van het FOM-instituut Amolf in Amsterdam. Licht dat in een materiaal aan het oppervlak wil blijven is te gebruiken als een schild, waarlangs licht afglijdt, als water van een eend. Aan de voorkant van een object is dan, als het goed is, gewoon de achtergrond te zien.


Ik ben bij Kuipers met de eenvoudige vraag of hij me op die manier onzichtbaar zou kunnen maken. Het korte antwoord, ik ben nog geen vijf minuten binnen, is nee. 'Kom daarvoor over veertig jaar nog maar eens terug', suggereert hij, en het klinkt niet als een belofte dat het dan wel goed komt. Maar het langere verhaal is intrigerend.


Licht, legt hij uit, is een elektromagnetisch verschijnsel: elektrische en magnetische velden tuimelen over elkaar heen en bewegen samen steeds voorwaarts. In transparante materialen, water bijvoorbeeld of glas, voelen de elektronen in het materialen eigenlijk alleen de elektrische krachten, niet de magnetische. Licht wordt daardoor vertraagd, en de golf buigt weg. In lenzen ontstaat zo een brandpunt.


En toen was daar John Pendry, wegens wetenschappelijke verdiensten inmiddels geridderd en volgens velen geknipt voor een Nobelprijs. Sir John rekende voor wat er gebeurt als een materiaal ook met de magnetische component van licht speelt. In dat geval breken lichtstralen opeens de verkeerde kant op. Eind jaren negentig lieten proeven met radiogolven en een soort maliënkolder van metalen ringetjes en staafjes dat ook zien. Sindsdien werken fysici aan de equivalent van zo'n staketsel voor lichtgolven, die een veel kortere golflengte hebben en dus een veel fijnere structuur van het metamateriaal vereisen.


Kuipers: 'In theorie kan het ook voor zichtbaar licht, en zouden we dus een soort van onzichtbaarheidsmantel kunnen creëren. Het probleem is vooral dat metamaterialen ook veel licht absorberen. Dan zie ik door je mantel wel de achtergrond, maar waarschijnlijk zo zwak dat ik eigenlijk vooral een donker silhouet zie. Schaduw.' Onder meer bij Amolf wordt gezocht naar metamaterialen met ingebouwde lichtversterking. Ideeën genoeg, maar toch vooral uit fundamentele nieuwsgierigheid. Praktische toepassing? Over een decennium of wat, schat Kuipers. Op zijn vroegst.


Toch gek. Kwam een jaar of vijf geleden de Japanse uitvinder en fysicus dr. Susumu Tachi niet al met een mantel die precies deed waar Kuipers van droomt? Wereldwijd haalden filmpjes het nieuws, waarop een van Tachi's studenten met een soort regencape door het beeld loopt terwijl dwars door de jas heen de achtergrond zichtbaar blijft. Zelfs bewegende objecten zijn gewoon te zien.


Hoe deed hij dat? Niks geheimzinnigs hoor, zegt Tachi vanuit Tokio. Hij mailt me een paar publicaties, die eigenlijk vooral gaan over de speciale reflectie-eigenschappen van de mantel. De rest is een hoop videotechnologie, die handig buiten beeld bleef in de filmpjes, maar die in de praktijk een behoorlijk blok aan het been van de aspirant-onzichtbare zal zijn.


Wat Tachi doet is een beeld van de achtergrond projecteren op de jas die een extreem reflectief oppervlak heeft, ongeveer zoals de reflectiestrepen op een veiligheidsvest. Dat beeld wordt opgenomen met een camera achter de persoon met de jas, en naar een projector geleid die via een halfdoorlatende spiegel zijn beelden van voren op de jas werpt. Die jas reflecteert het beeld weer naar een kijker die door de halfdoorlatende spiegel moet kijken voor de illusie dat de jas de drager doorzichtig maakt. Tachi denkt naar eigen zeggen overigens meer aan toepassingen in cockpits en bestuurderscabines, dan aan onzichtbaarheidsmantels.


Kameleon

Het werkt, maar het is meer een variété-act dan wetenschap, oordelen de meeste onderzoekers als ze eenmaal horen hoe Tachi dat deed. En toch is het ook weer niet heel ver van veel serieuzere zaken, blijkt bijvoorbeeld als ik langsga bij onderzoeker dr. Maarten Hogervorst van TNO in Soesterberg. Hij is een specialist in camouflage-technologie, niet toevallig veelal in opdracht van het ministerie van Defensie of de NAVO. Projectietrucs als die van Tachi liggen dicht aan tegen zogeheten actieve camouflage, waarbij het oppervlak van een object ongeveer zoals een kameleon de visuele kenmerken aanneemt van de achtergrond. Handig voor wie een rijdende tank wil verstoppen.


TNO deed en doet experimenten met plastic LED-elementen die met een computer worden aangestuurd om een beeld op de huid van een gebouw of voertuig of zelfs soldaat te maken. Hogervorst is gespecialiseerd in de manier waarop een effectief camouflagepatroon moet worden gemaakt, actief of nog gewoon op een militair tenue. Hij ontwikkelt algoritmes om uit een camerabeeld of foto de juiste camouflage te destilleren. Lichtsterkte, kleur en oriëntatie spelen daarbij allemaal een eigen rol.


Daarbij onderstreept hij dat het bij effectieve camouflage niet gaat om het perfect nabootsen van de achtergrond. 'Integendeel zelfs. Een kleine afwijking in een patroon valt veel meer op dan een wat algemenere benadering van het achtergrondpatroon.' TNO experimenteert bijvoorbeeld met fractale kenmerken van een tafereel, de wiskundige eigenschap die maakt dat een patroon bij inzoomen er steeds min of meer hetzelfde uitziet. Net als de echte wereld, eigenlijk.


Hogervorst wijst me voor ik vertrek ook nog even op de wereld van de jagers. Die blijken een buitengewoon effectieve onzichtbaarheidstruc gewoon in de jachtwinkel te kunnen kopen: een lichtgewicht frame met strak gespannen spiegelfolie. Zet die spiegel schuin voorover hellend op een ondergrond met blad, en een waarnemer zal het van een afstandje nauwelijks opmerken. Wie erachter hurkt, is praktisch onzichtbaar. Goedkoop, lowtech, effectief. Het kan dus toch.


En verdomd als het niet waar is, realiseer ik me op weg naar huis: dat begint toch al aardig in de buurt van Hans Klok te komen.


Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden