Enxergando objetos invisíveis: o novo método revolucionário de imagens quânticas

Por , em 28.08.2014

Em um novo estudo, como gêmeos separados no nascimento e mais tarde reunidos, dois feixes de laser revelaram objetos invisíveis interligados em uma conexão quântica estranha.

Uma câmera convencional capta a luz que bate e volta a partir de um objeto. No experimento relatado na revista Nature, as partículas de luz, ou fótons, que nunca atingem um objeto são as que produzem a sua imagem – ou seja, imagens invisíveis!

O primeiro experimento a revelar uma “imagem fantasma” foi feito pela Universidade de Glasgow (Escócia) em 2009, usando um feixe de laser dividido. Mas especialistas dizem que a nova técnica, que utiliza dois feixes de laser de cores diferentes, oferece novas vantagens visualização.

O estudo permite ver objetos invisíveis

No novo experimento, os físicos entrelaçaram fótons em dois feixes separados de laser com comprimentos de onda e, consequentemente, cores diferentes: amarelo e vermelho.

Os dois feixes de laser são “entrelaçados” em termos de física quântica, ou seja, seus fótons compartilham as mesmas características, mesmo quando distantes. De um modo geral, alterar um significa altera o outro.

A equipe passou os feixes através de estêncis de gatos pequenos e de um tridente, com de cerca três milímetros de altura cada. O raio amarelo viajou em uma linha separada, nunca alcançando os objetos. Além do mais, os desenhos foram projetados para ser invisíveis a luz amarela.

A escolha do gato é uma homenagem ao físico Erwin Schrödinger, que inventou o famoso paradoxo “gato de Schrödinger“, um experimento de pensamento em que um gato fictício está simultaneamente vivo e morto. Partículas subatômicas parecem se comportar dessa maneira peculiar, às vezes, ocupando muitos lugares ao mesmo tempo.

A luz vermelha passou primeiro pelos objetos, e depois os físicos emitiram os dois feixes de laser juntos, em ângulos retos e paralelos.

A luz vermelha foi então descartada, e a luz amarela se dirigiu para uma câmera. Lá, revelou uma imagem do objeto. Um negativo da imagem emergiu a partir da luz que tinha interferido com um ângulo reto.

“Os fenômenos surgem a partir da interferência dos fótons juntos”, disse Gabriela Barreto Lemos, do Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica em Viena, Áustria, a principal autora do estudo. “Não é que os fótons vermelhos mudaram os amarelos, é que a mecânica quântica diz que eles têm para compartilhar comprimentos de onda que podemos detectar para ver uma imagem”.

Aplicações

A nova técnica pode permitir melhores imagens médicas ou chips de silício com litografia.

Na medicina, por exemplo, os médicos podem sondar tecidos utilizando comprimentos de onda invisíveis de luz que não danificam as células, emaranhados com feixes de luz visível, para criar imagens claras dos tecidos.

Em particular, a abordagem da experiência poderia criar imagens em luz visível de objetos que normalmente só podem ser vistos sob luz infravermelha.

Embora a equipe já tenha um pedido de patente sobre a técnica, Lemos reconhece que as aplicações práticas podem levar mais um tempo de estudo. [NatGeo]

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