Cristal inovador que dobra a luz: Aplicações na tecnologia 6G e física quântica
Um novo cristal desenvolvido recentemente tem a capacidade de alterar o percurso da luz, de maneira semelhante ao modo como um buraco negro distorce a trajetória da luz, fazendo com que ela se desvie de seu curso usual.
Esse intrigante fenômeno, conhecido como pseudogravidade, possui aplicações potenciais na tecnologia de comunicação 6G, conforme relatado por pesquisadores em um estudo publicado em 28 de setembro na revista Physical Review A. A proposta da tecnologia 6G é facilitar a transmissão sem fio de dados em velocidades excepcionalmente altas. Vale ressaltar que a capacidade do cristal de imitar o comportamento da luz quando ela encontra buracos negros e outros objetos celestes extremamente densos também pode possibilitar investigações sobre a gravidade quântica, uma estrutura teórica destinada a fundir a mecânica quântica com a teoria da relatividade de Albert Einstein.
A teoria da relatividade de Einstein explica como as forças gravitacionais podem influenciar a luz e outras ondas eletromagnéticas, um fenômeno chamado de lente gravitacional. Astrônomos frequentemente empregam esse efeito para estudar corpos celestes massivos, como quasares. Replicar tal lente gravitacional em um ambiente de laboratório controlado apresenta desafios significativos devido à necessidade de uma massa imensa. No entanto, os cientistas há muito suspeitam que esse fenômeno poderia ser reproduzido usando materiais cristalinos.
Para realizar essa façanha, uma equipe liderada por Kyoko Kitamura, professora na escola de pós-graduação de engenharia da Universidade de Tohoku, no Japão, embarcou em uma jornada com cristais fotônicos. Esses cristais consistem em duas ou mais estruturas organizadas em um padrão semelhante a uma grade, capazes de desacelerar a luz à medida que ela passa por eles. Os pesquisadores introduziram gradualmente distorções nesses cristais, perturbando sua estrutura de grade ordenada. Em seguida, direcionaram feixes de luz por esses cristais modificados e observaram a luz se desviando de seu caminho original.
Kitamura explicou: “De maneira semelhante à forma como a gravidade altera a trajetória dos objetos, desenvolvemos um método para manipular a luz dentro de materiais específicos.”
Essa capacidade de manipular a luz abre a possibilidade de avançar na tecnologia de comunicação da próxima geração, que exige a transmissão de informações na faixa de terahertz, ultrapassando 100 gigahertz (diferentemente da tecnologia 5G, que atinge no máximo 71 gigahertz). Os pesquisadores imaginam que a manipulação inovadora da luz seja uma maneira de alcançar essas frequências mais elevadas. Além disso, esse novo material pode encontrar aplicações na pesquisa científica.
“Em termos acadêmicos, essas descobertas demonstram que cristais fotônicos podem aproveitar os efeitos gravitacionais, abrindo novos caminhos no campo da física dos grávitons”, observou Masayuki Fujita, um dos coautores do estudo e professor associado na Universidade de Osaka, no Japão. Vale ressaltar que um gráviton é uma partícula quântica hipotética que se acredita mediar a força da gravidade. Até o momento, não há evidências concretas da existência de tal partícula, e os cientistas ainda não conseguiram elucidar completamente suas propriedades teóricas.
Esse avanço na capacidade de manipular a luz dentro de materiais cristalinos não apenas promete revolucionar a comunicação de próxima geração, mas também oferece um vislumbre das possibilidades fascinantes da física e da ciência dos materiais. À medida que os pesquisadores continuam a explorar as aplicações e implicações dessa tecnologia, a compreensão do cosmos e as futuras inovações tecnológicas podem se beneficiar enormemente desse desenvolvimento.
Além disso, a capacidade de criar pseudogravidade em laboratório expande as fronteiras da pesquisa em física e pode eventualmente nos levar a uma compreensão mais profunda dos fenômenos cósmicos que moldam o universo. Enquanto os cientistas continuam a investigar e aperfeiçoar esses cristais especiais, novas descobertas e aplicações podem surgir, abrindo portas para avanços científicos e tecnológicos que atualmente só podemos imaginar. Em resumo, o potencial desses cristais de manipular a luz e replicar efeitos gravitacionais oferece um vislumbre empolgante do futuro da pesquisa científica e da tecnologia. [Space]
