by GREGO®
Muito tem se falado sobre a invisibilidade. Quem não quis ter uma capa como a do Harry Potter e se tornar invisível… Bem, esse sonho não é somente nosso. Muitos físicos no mundo trabalham duro nessa ideia.
Na última edição da revista Physical Review Letters uma equipe de cientistas dos Estados Unidos propôs um novo material óptico, que é uma rede de luz, guiando fibras.
Se essas estruturas forem implementadas na prática, podem abrir novas formas de controle de luz para uma variedade de aplicações tecnológicas, principalmente de telecomunicações, de alta velocidade.
Ao longo da história humana, não era nada mais do que ficção científica, mas nos últimos anos, os cientistas conseguiram criar os primeiros exemplos do chamado manto ‘invisível’, bem como o desenvolvimento de fibras ópticas e tecnologias para controlar a distribuição de luz através de finas estruturas simétricas.
Uma das mais incríveis estruturas artificiais capazes de ‘manipular’ a luz é o cristal óptico que é um arranjo bi ou tridimensional. Por exemplo um cubo de plástico transparente com pequenos ranhuras simétricas e a distâncias bem definidas umas das outras. A luz refletida por uma superfície dessas pode sofrer interferência construtiva e destrutiva de certos comprimentos de onda o que determina a cor do cristal. Fenômenos semelhantes são comuns na natureza, um dos melhores exemplos são as asas de borboletas, cuja cor que é determinada apenas pela geometria das estruturas microscópicas na superfície.
Existem também os metamateriais, eles guiam a luz em torno de um objeto, em lugar de refletir ou refratar a luz. Assim, para as ondas de luz -e os olhos humanos que as percebem-, o objeto poderia não estar lá. Caso as ondas de luz sejam guiadas pelos metamateriais em um percurso que contorne o objeto, e caso voltem a se reunir por trás dele, retomando o curso original, o objeto tampouco teria sombra. Essa é outra das metas no uso de metamateriais como mecanismo de ocultamento, com altos investimentos militares. O que por si só já é incrível. No entanto, esse cara não consegue entrar em lugar algum sem ser percebido, mas já é um grande passo rumo à invisibilidade.
Para conseguirmos a invisibilidade, a luz que incide em uma das faces do objeto deve contorná-lo e emergir de forma ordenada no lado oposto para que o objeto pareça não estar ali. Uma equipe de cientistas do California Institute of Technology (E.U.A.) apresenta sua própria abordagem, em que a luz percorre apenas os caminhos ao longo de ‘dutos’ guias, que têm múltiplas interseções.
Variando o comprimento do percurso da luz entre dois cruzamentos ou alterando a velocidade de propagação das ondas de luz em guias individuais, os pesquisadores podem controlar a amplificação ou a supressão de certos comprimentos de onda. Além disso, as propriedades do material pode variar de ponto a ponto, o que torna essa ideia mais versátil que os cristais fotônicos.
Para demonstrar o conceito proposto, os pesquisadores realizaram uma simulação em computador de uma rede bidimensional de fibra óptica baseada nos princípios descritos. Os resultados de seus trabalhos é que foram publicados na revista Physical Review Letters. Em um experimento imaginário, cada guia de onda é composta de duas hastes de ouro com uma delgada caixa de ar entre elas.
A simulação permitiu calcular as características de transporte de luz através da rede.
Considere dois feixes de luz em um dos muitos pontos de intersecção com as direções perpendiculares.
Os cálculos mostram que se as cristas e vales estão em fase (as ondas estão sincronizados), então a interação de feixes de luz não será reflexões no sentido oposto (cada onda se propaga mais longe no seu caminho em linha reta). No lado oposto, toda a luz se reunirá e como resultado da interferência deve se propagar na direção oposta. Isso significa que em um determinado esquema de construção da rede, um feixe de luz pode ser “colada” em uma área da rede determinado.
Além disso, os cientistas descobriram que alguns espaçamentos de redes são “proibidos”. No entanto, a flexibilidade da rede lhe permite contornar a proibição.
Esse material ainda está longe de existir na prática. Mas estudos como esse abrem grandes oportunidades para a ciência e para as telecomunicações ópticas.
Fonte: site Физика, Новости физики (Física, Física News)
Uppercut do leitor