Cientistas Diminuíram a Velocidade da Luz em 10.000 Vezes em um Experimento
Pesquisas recentes revelaram que, em determinadas circunstâncias, é possível reduzir a velocidade da luz, e um estudo inovador apresenta um método promissor para alcançar esse feito, com grandes implicações práticas.
Os autores dessa descoberta, vinculados à Universidade de Guangxi e à Academia Chinesa de Ciências, na China, sugerem que a técnica por eles desenvolvida pode ter aplicabilidades significativas nas áreas de computação e comunicação óptica.
Sob condições normais, a luz percorre o vácuo do espaço a uma velocidade constante – cerca de 299.792 quilômetros (aproximadamente 186.000 milhas) por segundo. No entanto, essa velocidade extraordinária começa a diminuir quando a luz encontra campos eletromagnéticos, como os presentes em torno da matéria comum.
Embora a maioria dos materiais transparentes diminua ligeiramente a velocidade da luz, ocasionando sua refração ao transitar de um meio para outro, a redução significativa da velocidade da luz exige o uso de materiais especiais, como cristais fotônicos ou gases quânticos super-resfriados.
Os cientistas afirmam em seu estudo publicado que esperam que suas descobertas ofereçam um caminho totalmente novo para aprimorar as interações entre luz e matéria em chips nanofotônicos.
A técnica que desenvolveram baseia-se no conceito conhecido como transparência induzida eletromagneticamente (EIT, na sigla em inglês). Este processo envolve uma manipulação sofisticada de lasers para alterar os elétrons dentro de um gás armazenado em vácuo, tornando-o de opaco para transparente.
Essa transformação permite que a luz do laser atravesse o meio, mas devido à manipulação realizada, a velocidade da luz é reduzida. Essa característica é de grande interesse para físicos, mas a técnica convencional resulta em uma perda considerável de luz e energia.
Para diminuir essa perda e aumentar a eficiência do sistema, os pesquisadores utilizaram os princípios do EIT para controlar a luz e desenvolveram um novo material capaz de desacelerar a luz. Esse material é um tipo de metassuperfície, uma estrutura sintética bidimensional com propriedades únicas, não encontradas na natureza.
As metassuperfícies projetadas pela equipe foram feitas com camadas extremamente finas de silício, semelhantes aos chips de computador modernos, e se mostraram muito mais eficientes do que as opções existentes na retenção e liberação de energia (neste caso, a energia da luz).
De acordo com os resultados obtidos, a velocidade da luz pode ser reduzida em mais de 10.000 vezes nesse sistema, ao mesmo tempo em que a perda de luz é diminuída em mais de cinco vezes em comparação com outros métodos comparáveis.
Um aspecto crucial dessa nova abordagem é a maneira como os menores componentes da metassuperfície, conhecidos como meta-átomos, são posicionados. Neste design, eles estão dispostos de maneira suficientemente próxima para quase se fundirem, afetando assim a maneira como a luz é processada ao passar por eles.
Essa importante evolução científica resulta em um controle aprimorado sobre o movimento da luz. Considerando o papel essencial da luz em tecnologias que vão desde a internet de alta velocidade até a computação quântica, as possíveis aplicações dessa descoberta são imensas.
Embora esta não seja a única maneira encontrada pelos cientistas para desacelerar ainda mais a luz, além da desaceleração natural que ocorre em substâncias como a água, sua eficiência e capacidade de escalabilidade a tornam uma opção promissora para estudos futuros.
Os pesquisadores concluem em seu trabalho que essas descobertas abrem um novo caminho para a personalização do fluxo de luz em metassuperfícies, destacando o potencial dessa tecnologia em transformar diversos campos da ciência e tecnologia. [Science Alert]
