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A máquina construída por cientistas que quebra duas regras da luz

POR Jesus Galvão    EM Ciência e Tecnologia      21/01/19 às 15h29

Pesquisadores do National Physical Laboratory, NPL, no Reino Unido, e da Universidade Heriot-Watt, em Edimburgo, em um novo experimento observaram que a luz quebra seus padrões simétricos comuns em dispositivos chamados de ressonadores de anel óptico. Pela física, as ondas podem mudar seu comportamento quando ecoam em certos espaços.

Isso pode ser observado no som atingindo o teto ou a luz perseguindo sua própria cauda em um círculo. Na cúpula da catedral de São Paulo, em Londres, por exemplo, as ondas sonoras do menor sussurro são canalizadas pelas paredes e são espalhadas por toda a sala. O novo estudo foi publicado na revista científica Physical Review Letters, em inglês.

O comportamento da luz

De modo similar, isso acontece com as ondas de luz através de um anel ressonador, se reunindo em unidades que possuem estranhas características. Sabendo disso, os pesquisadores consertaram o funcionamento de um ressonador de fibra óptica para empurrar os limites da forma como esperamos que a luz se comporte.

Diferente do som, que conseguiríamos distingui-lo se fosse ouvido de trás para frente, essa mesma lógica não funciona para a luz. Isso é conhecido como simetria de inversão de tempo e é uma regra importante no que tange a tecnologia óptica. Ano passado, pesquisadores conseguiram desenvolver um capacitador de fluxo que pudesse quebrar o comportamento da luz em relação ao tempo.

Tal capacitador é, na verdade, um circuito ótico unidirecional que ajuda a isolar equipamentos quânticos sensíveis. Agora, ao pulsar as ondas de luz no ressonador, de forma que seus picos não cumprissem com as regras usuais de simetria, o estudo mostrou, mais uma vez, que a luz é capaz de mudar seu comportamento.

As mudanças

"Ao 'semear' a luz no ressonador do anel com pulsos curtos, os pulsos circulantes dentro do ressonador chegarão antes ou depois do pulso primário, mas nunca ao mesmo tempo", diz o principal autor do estudo, François Copie. E para ele, o mais interessante é como esse experimento quebrou uma outra regra, chamada simetria de polarização.

As ondas de luz se balançam perpendicularmente na direção de seu movimento, como uma corda. Tal manobra é chamada de polarização e ela tende a se manter fixa a media que a onda se move. De acordo com que a onda percorria a fibra óptica, ela ganhava uma forma elíptica, quebrando uma regra básica de aderir a uma superfície plana.

Tais descobertas podem possibilitar que novas tecnologias baseadas no controle da luz possam surgir no futuro. Especialmente no campo da computação ultraveloz.

"A óptica tornou-se uma parte importante de nossas redes de telecomunicações e sistemas de computação. Entender como podemos manipular a luz em circuitos fotônicos ajudará a liberar toda uma série de novas tecnologias, incluindo melhores sensores e novas capacidades quânticas, que se tornarão cada vez mais importantes em nossa vida cotidiana", concluiu Pascal Del'Haye, pesquisador da NPL.

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Jesus Galvão
Goiano, Canceriano e Publicitário.
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