Físicos demonstram que moléculas de luz são possíveis

E. Edwards / JQI

Dois fotões representados por ondas podem ser unidos a uma curta distância. Sob determinadas condições, os fotões podem chegar a um estado semelhante ao de uma molécula de dois átomos

Dois fotões, representados por ondas, podem ser unidos a uma curta distância. Sob determinadas condições, os fotões podem chegar a um estado semelhante ao de uma molécula de dois átomos

Uma equipa de físicos teóricos do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST, sigla em inglês para National Institute of Standards and Technology), dos Estados Unidos, deu mais um passo em direção à construção de objetos com fotões.

Os resultados dos novos estudos e simulações sugerem que as partículas de imponderabilidade da luz podem ser unidas numa espécie de “molécula” com sua própria força peculiar.

As conclusões são fundamentadas em estudos anteriores para os quais vários membros da equipa contribuíram antes de se juntarem ao NIST.

Histórico

Em 2013, colaboradores da Universidade de Harvard, do Instituto Caltech e do Instituto de Tecnologia de Massachussets descobriram uma maneira de vincular dois fotões para ficarem sobrepostos enquanto se moviam. As demonstração experimental desta teoria foi considerada um avanço, porque ainda ninguém tinha conseguido construir o que for combinando fotões individuais.

Agora, a equipa estabelecida em Maryland mostrou que, teoricamente, ajustando alguns parâmetros do processo de ligação, os fotões poderiam viajar lado a lado, a uma distância específica entre si. A disposição é semelhante à maneira como dois átomos de hidrogénio ficam lado a lado numa molécula de hidrogénio.

Esta é a primeira vez que alguém demonstrou como ligar dois fotões separados a uma distância finita. O estudo será publicado na Physical Review Letters.

Enquanto as novas descobertas parecem ser um passo na direção certa para a construção de objetos inteiros de luz, Alexey Gorshkov, do NIST, ressalva que tal ainda está num horizonte longínquo – os fãs de Star Wars ainda terão que esperar muito tempo até poderem fazer fila à porta do NIST para conseguir um sabre de luz.

A principal razão é que os fotões de ligação exigem condições extremas muito difíceis de serem reproduzidas numa sala cheia de equipamentos de laboratório. Levar esta tecnologia para fora destas condições parece simplesmente inviável – pelo menos por agora.

Ainda assim, existem muitas outras razões para desenvolver a tecnologia da luz molecular – mesmo que estas sejam mais humildes do que os sabres de luz dos Jedi.

Aplicações

De acordo com Gorshkov, muitas tecnologias modernas, que vão da comunicação até às imagens de alta definição, são baseadas em luz, e muitas teriam a ganhar se pudéssemos projetar interações entre fotões.

Por exemplo, os engenheiros precisam de uma maneira de calibrar com precisão os sensores de luz. Segundo Gorshkov, os resultados desta pesquisa poderiam tornar este processo mais fácil, através da criação de uma “vela padrão” que brilha um número preciso de fotões num detetor.

Esta tecnologia também poderia fornecer novas bases para a criação de computadores, que poderia mesmo resultar em economias substanciais de energia.

Mensagens telefónicas e outros dados que circulam atualmente através de cabos de fibra ótica têm que ser convertidos em eletrões para processamento – um passo ineficiente que desperdiça uma grande quantidade de eletricidade. Se tanto o transporte quanto o processamento dos dados pudesse ser feito diretamente com fotões, poderíamos reduzir consideravelmente estas perdas de energia.

No entanto, muitos testes são necessários antes de a teoria ser colocada em prática.

ZAP / HS

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