Físicos fizeram luz sólida

Por , em 16.09.2014

Parece algum tipo de brincadeira, mas cientistas da Universidade de Princeton (EUA) alegam ter conseguido solidificar a luz em cristais. Só para situar, em um sólido os átomos se conectam a outros átomos da vizinhança, formando uma estrutura rígida que é chamada de cristal.

Pois bem, os cientistas alegam terem “congelado” fótons em posições fixas em um padrão repetitivo, como se eles reagissem e fizessem um tipo de conexão com os fótons vizinhos, mantendo suas posições no espaço e formando um padrão — um cristal de luz sólida.

O anúncio da conquista foi publicado no periódico Physical Review X, onde o procedimento é descrito: primeiro eles criaram um tipo de super-átomo artificial, combinando 100 bilhões de átomos de material supercondutivo. Depois, eles colocaram este átomo artificial próximo a um fio supercondutor que continha fótons.

O super-átomo artificial e os fótons presentes no supercondutor entraram naquele estado bizarro chamado “emaranhamento quântico”, quando as propriedades quânticas de uma partícula se refletem em outra partícula. Os fótons começaram a copiar o comportamento dos átomos individuais no “super-átomo” e, da mesma forma que aqueles, acabaram assumindo posições fixas no espaço, imitando um sólido.

Os fótons de alguma forma interagiam uns com os outros da mesma forma que as partículas sólidas – mas aí entrou o famoso gato de Schroedinger, ou melhor, o princípio da incerteza, e o cristal de luz se comportou ora como sólido, ora como líquido.

Legal, não? Só que os cientistas não fizeram isto só porque é legal, mas porque estão tentando descobrir uma forma de aprender mais sobre o comportamento dos átomos, usando os fótons como um modelo. Esta nova descoberta seria a ferramenta para responder perguntas sobre átomos e moléculas que atualmente não conseguimos responder.

Um modelo destes também poderia ser incrementado e usado para descobrir como se comportam os materiais, até mesmo materiais que só existem na imaginação dos físicos, e para estudar fases exóticas da matéria, como superfluidos e isolantes.

“Há muita física nova que pode ser feita com estes sistemas minúsculos”, afirmou James Raftery, estudante de graduação de engenharia elétrica e um dos autores do estudo. “Conforme o tamanho do experimento for aumentando, poderemos abordar algumas questões realmente interessantes”. [Gizmodo, IFLS, Science Blog, Phys.ORG]

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