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Os surpreendentes ‘redemoinhos de luz’ que podem ser chave no avanço da física quântica

ByMax Blanc

dez 21, 2020
Em escalas subatômicas, a luz pode formar redemoinhos e vórtices

Em escalas subatômicas, a luz pode formar redemoinhos e vórtices
BBC NEWS BRASIL

Vivemos bombardeados de luz. É ela que torna possível desde a fotossíntese das plantas até a existência do aparelho em que você lê este texto.

Por esse motivo, é essencial para os cientistas aprender cada vez mais sobre a luz e seu comportamento, especialmente no nível subatômico.

O que à primeira vista parece um raio de luz, em escala nanométrica se revela um comportamento particular dos fótons, que é como são chamadas as partículas de luz.

Assim, com a ajuda de microscópios poderosos, físicos especializados em óptica notaram que a luz é capaz de formar vórtices e redemoinhos que prendem e transportam informações.

 

Hoje, muito de nossa tecnologia depende do domínio da luz

Hoje, muito de nossa tecnologia depende do domínio da luz
Getty Images

Podem até formar figuras que parecem um “saca-rolhas”, como explica à BBC News Mundo (serviço em língua espanhola da BBC) Kobus Kuipers, diretor do Departamento de Nanociências Quânticas da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda.

O que são esses redemoinhos e como eles podem ser úteis para o futuro da tecnologia?

Redemoinhos e saca-rolhas

A luz viaja pelo espaço como uma onda eletromagnética que interage com a matéria que atravessa seu caminho, bem como com outras ondas de luz.

Uma forma de interação, por exemplo, é quando a luz de uma lâmpada ilumina uma mesa.

No nível microscópico, acontece a mesma coisa: um feixe de luz interage com as nanopartículas que encontra.

 

Ao interagir com outras partículas, a luz pode se comportar como redemoinhos

Ao interagir com outras partículas, a luz pode se comportar como redemoinhos
L. De Angelis, F. Alpeggiani, L. Kuipers.

uando essas interações ocorrem, a luz pode girar em torno de um ponto, formando espirais que em alguns casos podem se parecer com redemoinhos ou saca-rolhas.

Em um experimento recente, Kuipers e seus colegas notaram que, em alguns lugares, a luz também forma círculos perfeitos, chamados de “pontos C”.

E para que serve disso?

Para pesquisadores como Kuipers, o objetivo é ter maior controle da luz como meio de transmissão de informações.

 

A luz desempenha um papel importante no desenvolvimento da tecnologia quântica

A luz desempenha um papel importante no desenvolvimento da tecnologia quântica
Getty Images

A luz, ao contrário do que ocorre com aparelhos eletrônicos que são usados ​​hoje, pode transmitir dados de forma mais eficiente, limpa, com menos perda de informações e sem desperdício de energia.

A computação quântica, que já mostrou seu potencial para criar máquinas muito mais potentes do que as que usamos atualmente, conta com o controle preciso da luz como uma das formas mais eficientes de transporte e processamento de dados.

Como Kuipers explica, redemoinhos e saca-rolhas de luz “permitem que a informação seja transportada em um nível quântico de maneira mais eficiente”.

 

Os físicos estudam a luz usando microscópios poderosos

Os físicos estudam a luz usando microscópios poderosos
AFP

Outra pesquisa também mostrou que redemoinhos de luz têm a capacidade de aumentar centenas de vezes o volume de informações transmitidas.

Em 2017, um experimento da Universidade de Córdoba, na Espanha, conseguiu criar uma espécie de vórtice de luz que oferece usos em áreas como a microusinagem, o “aprisionamento” de átomos ou a iluminação de nanopartículas, conforme relatou o Serviço de Informação e Notícias Científicas da Espanha.

Esses desenvolvimentos podem oferecer avanços em áreas como computação ou medicina.

A captura de partículas e dados em espiral de luz pode ser usada para transportá-los sem perda de informações, explica Kuipers.

Para o pesquisador, o grande objetivo é dominar a luz da mesma forma que hoje dominamos a eletricidade.

“(Queremos) manter a luz como luz e pular a etapa de convertê-la em eletricidade”, diz Kuipers.

O especialista reconhece que ainda faltam 15 ou 20 anos para que seus estudos sobre redemoinhos de luz tenham aplicação no dia a dia, mas garante que dominá-los nos permitiria ter uma internet mais eficiente, melhorar o desempenho das células fotovoltaicas e melhorar os diagnósticos médicos baseados em óptica.

 

 

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