¿Podría existir un material que invierta los colores que se ven a través de él?

no, no directamente

La naturaleza de la luz significa que no puedes simplemente cambiar su color tan fácilmente. Cada color es creado por una longitud de onda particular que tiene una energía asociada. Hay formas de cambiar la longitud de onda, pero son limitadas. Se pueden combinar dos fotos para crear un solo fotón con el doble de energía (así es como funcionan la mayoría de los láseres verdes), pero dado que la energía de la longitud de onda más corta de la luz visible es casi el doble de la energía de la longitud de onda más larga, es posible que esto no sea así. preformado en cualquier luz en el espectro visible y todavía obtener otra longitud de onda visible. La fluorescencia puede absorber una frecuencia de luz y emitir otra, pero normalmente la luz emitida es de menor energía (también se emite luz de mayor energía).

El siguiente problema es que los colores "opuestos" solo ocurren debido a cómo el cerebro lee las señales de luz. El espectro de color es lineal, rojo->verde->azul, el violeta no existe, es simplemente nuestra interpretación de ver rojo y azul al mismo tiempo. Los colores opuestos dependen de una interpretación circular de los colores que entra en conflicto con la naturaleza fundamental de la luz.

Ahora bien, si quieres que exista tal criatura, puedes hacerlo, pero los resultados deben obtenerse indirectamente. La primera opción para hacer esto es hacer que la criatura excrete múltiples químicos y seleccionarlos deliberadamente en función de su entorno. La segunda opción es identificar que una gran cantidad de color proviene de una cantidad limitada de pigmentos (clorofila, óxidos de hierro, óxidos de cobre). Si la criatura llevara un compuesto que formara varios pigmentos en reacción a los pigmentos más comunes con los que entra en contacto, efectivamente podría cambiar sus colores. Esta segunda opción sería difícil de implementar, ya que cada producto químico de cambio de pigmento tendría que evitar que reaccionara con los otros productos químicos de cambio de pigmento.

Hace veinticinco años tuve un amigo en el ejército que me contó sobre los anteojos que le dieron que usaban tecnología pasiva (capas de varios materiales) para cambiar la frecuencia de la luz, lo que permitía al usuario ver imágenes en una frecuencia base que no era t la frecuencia original (todo se desplazó hacia la frecuencia azul, según recuerdo). Por lo que sé, estaba explicando una tecnología que no entendía completamente. Sin embargo, eso es lo más cercano que puedo imaginar a lo que estás preguntando.

Invertir frecuencias es, en mi opinión, imposible. Podría estar equivocado, pero significa que necesita una capa que pase la luz azul pero cambie de rojo a azul, y luego otra capa que pase la luz roja pero cambie de azul a rojo.

Y ya tienes una imposibilidad, porque el efecto del primer filtro siempre será revertido por el segundo filtro. No hay forma de decirle al segundo filtro, "aquí hay luz sin filtrar, no toques las cosas con las que ya me he ocupado".

Para agregar al problema, "color" es en realidad un rango de frecuencias. No estás "invirtiendo" el color, estás cambiando la longitud de onda (frecuencias) hacia arriba y hacia abajo. Excepto que la "inversión" de un color puede cambiar hacia arriba para un color y hacia abajo para otro y eso podría no ser predecible pasivamente. En otras palabras, no todo simplemente cambia hacia abajo.

Conclusión

No hay ni puede haber un sistema pasivo que "invierta" el color. La inversión de un color no es matemáticamente objetiva y cuando pone en juego múltiples capas de materiales, los niveles más bajos de filtros desharán lo que hicieron los filtros superiores.

Solo puede hacer esto con un sistema activo. AKA, una solución de cámara-computadora-pantalla que detecta los colores y los invierte para mostrarlos en la pantalla en tiempo real.

Una cosa más, esta es una de esas preguntas "si tuviera la respuesta, no la publicaría aquí, iría corriendo a la oficina de patentes". Ciertamente puedo estar equivocado. No sé todo acerca de la ciencia de los materiales, la óptica y el cambio de color. Pero tampoco conozco nada en el mercado que pueda hacer esto, o incluso lo que describí de mi viejo amigo. Por lo tanto, es razonable creer que un invento tan valioso no se publicaría aquí.

La percepción del color es un fenómeno fisiológico: vemos el rojo como el negativo del verde porque tenemos un mecanismo particular en nuestros ojos en el que ciertas longitudes de onda y no otras interactúan con los receptores.

Para un perro o una abeja sería diferente.

Por lo tanto, si desea alterar la percepción fisiológica del color, puede optar por una sustancia psicodélica ficticia que, en lugar de causar sinestesia, interfiere con las neuronas que elaboran las señales del nervio óptico.

Pienso mucho en esto. En concreto, una sustancia que cambia de color en función de los rayos de luz que entran en ella. En este caso, será más difícil, pero aún factible. Aquí vamos.

Comience con una proteína suspendida en un líquido. Este líquido es secretado por tu criatura constantemente en una película muy delgada. La proteína es activada por la luz, específicamente por la luz que rebota en algo. Cuando la luz de cierta fuerza, o longitud de onda, la golpea, distorsiona la proteína y hace que se pliegue de manera diferente. Este plegamiento lo lleva al extremo opuesto del espectro de la luz que lo golpea originalmente, por lo que la luz que rebota se invierte. Simple, excepto por esta proteína que probablemente sería muy difícil de hacer. Pero bueno, esa es la carga de la construcción del mundo. Si la concentración de proteínas es alta, puede salirse con una película muy delgada de líquido, que solo cubre una superficie tocada.

Creo que mucha gente se estaba confundiendo por la forma en que experimentamos el color artificial, específicamente como RGB/CYMK/XKCD/ cualquier acrónimo de color que desee . En realidad, es solo una longitud de onda.

Si, eso. Cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la energía, más colores van en la dirección opuesta hacia el espectro infrarrojo. En resumen, esto podría funcionar, pero podría ser un poco pesado para los lectores. ¡Divertirse!

¿Qué tal si la criatura deja una proteína que reacciona con el color de la superficie y cambia de color en función de eso, y el color es el inverso?

Esto resuelve el problema más fundamental de "ningún material único conocido" para hacer esto, al mismo tiempo que se salta el handwavium. Hay ciertas babosas marinas que dejan residuos de colores brillantes, por lo que una baba compuesta de una proteína que cambia de color que reacciona de manera diferente a diferentes superficies o muchas proteínas donde solo una del conjunto reacciona a cada color debería ayudarlo.

Alternativamente, puede usar una o varias proteínas altamente inestables que reaccionan muy rápidamente a la luz reflejada, cambiando de color a través de la desnaturalización muy rápidamente en función del calor absorbido por el material en el que se encuentra.

EDITAR: Para referencia, aquí hay algunos:

Este es uno morado con baba morada (también es gigante):

Esta es una babosa de dragón azul cuando no está en el agua, y la baba tiene la oportunidad de acumularse:

Aquí está lo normal como referencia:

Por mecanismo, desafortunadamente no hay ninguno de sus rastros de baba mientras están en el agua (ya que simplemente se lavan), pero salvo que sean solo babosas de colores con baba de colores.

¡Espero que esto ayude!

El color es una percepción, por lo que para encontrar el polo opuesto en el espacio de color (especificó que no solo se invierte el color, sino también la luminosidad), la criatura debe haber evolucionado en reacción a la percepción del color humana (o cualquier entidad perceptora), o la el efecto es solo la mejor suerte (¿o es solo una aproximación y se embellece en el recuento?).

La criatura es capaz de camuflarse perfectamente (hacia una determinada especie de depredador). Con este objetivo, tiene una amplia gama de cromatóforos, básicamente sacos blandos de pigmento que se pueden manipular muscularmente para que se presenten más o menos en la superficie de la piel y ojos toscos en toda la superficie del cuerpo.

Cuando se mueve, la criatura constantemente, de forma autónoma, replica cualquier color que detecta de un lado hacia el otro lado, por lo que es un poco más avanzado que un pulpo. Para fines de comunicación o imitación, también puede separar su producción de color de la entrada de los ojos del otro lado, puede, por ejemplo, producir el polo opuesto de cualquier punto en el espacio de color, para una máxima visibilidad. Como truco adicional, puede abrir ligeramente los cromatóforos, liberando una porción medida de pigmento, para crear 'imágenes secundarias', ya sea para engañar a un depredador o para comunicarse.

No está acostumbrado ni a la tierra seca, ni a las superficies oxidadas, ni a ninguna otra cosa exclusiva de su entorno, por lo que los cromatóforos tienen una fuga cada vez que toca algo. Además, la sensación del tacto activa la parte de la piel que se toca para mostrar el polo opuesto de los últimos colores vistos antes del tacto. Por lo tanto, deja una impresión como usted especificó.

Además de las buenas respuestas, si el negro invertido es blanco y el verde invertido es rojo, está haciendo dos cosas: invertir el brillo e invertir el tono , que gira el círculo de color 180 °.

No estoy seguro de cómo podrías invertir el brillo físicamente, pero es la más fácil. No podrías crear brillo, pero podrías absorber la luz cuando el material la refleja y la refleja cuando el material la absorbe.

Sin embargo, "girar sobre el círculo" es otra cosa. Ese círculo se basa puramente en cómo funcionan los ojos humanos, y la longitud de onda no funciona en un patrón circular, son absolutamente lineales. Necesitaría cambiar la longitud de onda hacia arriba (o hacia abajo), excepto cuando se sale del espectro de luz visible (humano), informe cuánto se desplazó la longitud de onda en el otro lado del espectro.

Como dijo JBH, es factible con un sistema activo pero no con uno pasivo.

No estoy seguro de por qué otros dicen que no puede ser. Por ejemplo, puede hacer un filtro que filtre la luz azul y detrás de él uno que cambie de rojo a azul o lo que quiera (dependiendo de si se refiere a colores opuestos en el espectro, colores complementarios para nuestros ojos o algo más). Además, haces uno que filtra la luz roja seguido de uno que cambia de azul a rojo. Con un poco de fuga, las frecuencias medias (amarillo y verde) también se intercambian.

Esto te hará perder el 50% de la luz, pero cambiará de color.

Si agrega trucos de polarización, es posible que pueda reducir la pérdida de luminiscencia hasta cierto punto...

Va a ser difícil hacer un material que invierta los colores cuando miras a través de él, sin embargo, tu criatura hipotética no necesita hacer esto. La forma más fácil que se me ocurre de hacer esto sería que la 'pintura' que deja la criatura contenga cromatóforos especiales o células que cambian de color. Los cromatóforos se excretan inicialmente claros, luego detectan el color del objeto debajo y luego, de repente, pasan al color opuesto, esto es necesario porque modificarán la luz que pasa a la superficie y pueden confundirse si el cambio es más lento. Dado que los cromatóforos animales funcionan modificando sus propiedades reflectantes, debería ser posible pasar de oscuro a blanco.

Fácilmente posible. Creo que puedo describir un sistema pasivo que podría lograr esto.

Pero primero: Tut, tut. ¡Las huellas invertidas en la hierba serían magenta (púrpura), no rojas ! ¡La teoría del color importa!

Considere las siguientes tres sustancias fluorescentes hipotéticas:

• Sustancia que absorbe el rojo y emite fluorescencia cian.
• Sustancia que absorbe el azul y emite una fluorescencia amarilla.
• Sustancia que absorbe el verde y emite fluorescencia magenta.

[Estos son los colores "opuestos" para el ojo humano típico, como cuestión de biología básica (¡no de física!). Apréndelos, ámalos y búrlate de cualquier profesor de arte que intente enseñar de otra manera.]

Cada uno de estos absorbe y emite fluorescencia en un rango, no solo en una frecuencia específica (un par de frecuencias, para magenta), elegido cuidadosamente para que coincida con el ojo humano.

Cada una de las sustancias toma la luz por un lado y la ilumina por el otro lado. Entonces, si están en una hoja verde y entra luz solar blanca, absorben la luz blanca RGB e iluminan la hoja con luz blanca CMY. La hoja refleja principalmente el verde (de la superposición de amarillo + cian), que es absorbido solo por el material emisor de magenta.

El efecto general es que, cuando estos tres materiales juntos se rocían sobre una cosa verde, brilla de color magenta.

Esto le permite cambiar el tono de la rueda de colores con bastante facilidad, sin necesidad de ningún tipo de productos químicos sensibles al contexto.

Los tetracromáticos , los daltónicos y otros realmente no verán la ilusión correctamente, pero luego, no la verán correctamente sin importar cómo la voltees. Sus ojos funcionan de manera diferente, no tienen los mismos colores primarios.

Todavía existe el problema de que el brillo también necesita cambiarse.

Dado que lo anterior se basa en un camino de luz a través de los tres filtros hasta la hoja y viceversa, hemos hecho esta tarea mucho más simple, como si cambiara indiscriminadamente, cambiará de claro a oscuro y viceversa, a medida que la luz pasa y atrás.

Pero, ¿y si el metamaterial se polariza a sí mismo? Las partículas están cargadas. Se alinean por consenso: cada partícula se alinea con el promedio de sus vecinas. Rápidamente, emergen focos de similitud, y todo el grupo se ajusta a una sola polarización, como arrojar un puñado de pequeñas perlas magnéticas en un tazón.

Ahora, cada partícula bloquea toda la luz "polarizada verticalmente" (donde "vertical" se define como cualquier alineación promedio con la que las partículas hayan acordado alinearse localmente).

Y cada uno gira la polaridad de la luz que lo atraviesa en un ángulo de cero a 45 grados, dependiendo de la intensidad de la luz que está absorbiendo.

En la luz más brillante, la luz entra en la capa del filtro, cambia a su color inverso y gira 45 grados, se refleja de nuevo, gira 45 grados nuevamente, y por lo tanto gira 90 grados y no pasa.

En la luz más tenue, gira cero grados al entrar y cero nuevamente en el camino de regreso.

Eso se encarga de que se oscurezca con luz brillante.

Pero, ¿qué hay de brillar en la luz oscura?

Bueno, ¡esa es la especialidad de la fluorescencia!

Personalmente, me saltearía el "oscurecimiento con luz brillante" (no es parte de la especificación, explícitamente, excepto que el blanco probablemente debería oscurecerse. ¡Al diablo con eso, solo haz que el blanco se vuelva MÁS BLANCO!).

En cambio, hagamos que nuestras tres sustancias originales también absorban longitudes de onda no visibles como UV e IR, y las emitan fluorescencia en las longitudes de onda de salida elegidas.

Entonces los pasos siempre brillarán en el tono opuesto:

• negro -> gris claro.
• blanco -> blanco brillante.
• marrón/beige/piel -> tonos de azul.

Para encontrar qué color vería, vaya a su editor de imágenes favorito (o sitio web de edición de imágenes), invierta el tono (las sombras y los reflejos no deben cambiar, ¡solo el tono!), luego aumente un poco el brillo.

Hay al menos cuatro procesos físicos que alteran la frecuencia o el color de los fotones.

En el centelleo, los fotones de mayor frecuencia (energía) termalizan los electrones que remiten la luz a una frecuencia (energía) más baja. El centelleo podría explicar que los azules se conviertan en rojos

Los efectos Zeeman y Stark causan modulación óptica y dan como resultado espectros que se extienden. Conceptualmente, esto podría hacer que los rojos cambien a azules, pero estos efectos suelen ser más sutiles. Creo que podrían explicar que los verdes oscuros se vuelvan claros y viceversa.

El último proceso de mi lista de cuatro es absorción-remisión. Si los excitones (portadores de carga excitados) quedan atrapados en un estado metaestable, solo pueden salir del estado excitado mediante la emisión de fonones. Pero, si estos excitones atrapados absorben suficiente energía para alcanzar una banda en la banda de conducción de las moléculas, pueden transitar de regreso al estado de valencia mediante la emisión de un fotón. Los láseres HeNe funcionan según este principio. Si la diferencia entre el estado metaestable y una banda de conducción es equivalente a fotones rojos, y la diferencia entre las bandas de conducción y valencia es equivalente a fotones azules, entonces esto se percibiría en una transformación de rojo a azul.

Todos estos procesos, excepto el centelleo, dependen de campos magnéticos ( Efecto Zeeman ) y eléctricos ( Efecto Stark ) o una fuente de energía que bombea los electrones a estados metaestables (absorción-remisión) por lo que en realidad no se considerarían pasivos. Pero, conceptualmente, se trata de baba o baba de una criatura, por lo que su descomposición química podría proporcionar la energía que impulsa estas transformaciones.