Este dispositivo cria “massa negativa”, segundo físicos

Por , em 15.01.2018

Quando uma força é exercida sobre um objeto, o comportamento dele é bastante previsível: ele se afasta da fonte da força que está o empurrando. Mas, recentemente, os físicos descobriram que é possível que um objeto aja de forma inversa, ou seja, que se aproxime da força feita sobre ele, como se tivesse massa negativa. A isso, a física dá o nome de polariton.

Agora, físicos da Universidade de Rochester, nos EUA, criaram o primeiro dispositivo capaz de gerar polaritons à temperatura ambiente, ou seja, partículas que se comportam como se tivessem massa negativa. O dispositivo gera uma partícula que é uma estranha mistura entre luz e matéria e pode ser a base para um novo tipo de laser que poderia operar com muito menos energia do que as tecnologias atuais.

Isso é possível graças a uma combinação de fótons com uma espécie de quase-partícula chamada de excitonium (uma forma de matéria teorizada há muito tempo e que teve sua existência comprovada recentemente) para fazer a mistura, que alguns cientistas se referem carinhosamente como “pó mágico”. “Isso é interessante e excitante da perspectiva da física”, diz o físico quântico Nick Vamivakas, do Instituto de Ótica de Rochester. “Mas também resulta que o dispositivo que criamos apresenta uma maneira de gerar luz laser com uma quantidade incrementalmente pequena de energia”, celebra.

O dispositivo consiste em dois espelhos que criam uma microcavidade óptica, que limita a luz em diferentes cores do espectro, dependendo de como os espelhos estão espaçados.

Os pesquisadores do laboratório de Vamivakas, incluindo os autores co-responsáveis, Sajal Dhara (agora no Indian Institute of Technology) e a estudante de doutorado Chitraleema Chakraborty, incorporaram um semicondutor na microcavidade de tal forma que sua interação com a luz confinada resultou em pequenas partículas de excitonium combinadas com os fótons da luz confinada para formar polaritons.

Pesquisadores da Universidade do Estado de Washington criam fluido com massa negativa

“Ao fazer com que um excitonium abra mão de uma parte de sua identidade por um fóton para criar um polariton, acabamos com um objeto que tem uma massa negativa associada a ele”, explica Vamivakas.

O par está unido por algo chamado força de Coulomb, muitas vezes presente quando a luz interage com certos materiais. No caso deste estudo, esse material é o semicondutor atômico e fino feito de disselenida de molibdênio.
A massa negativa é um conceito difícil. A massa é frequentemente observada como uma resistência ou resposta a uma força. É mais difícil empurrar e parar uma bola de boliche do que uma bolinha de gude. Um objeto que se comporta como se tivesse massa negativa, como os polaritons, se comportará de maneiras inesperadas.

“Isso é um desafio para a mente, porque se você tentar empurrá-lo ou puxá-lo, ele irá na direção oposta da que a sua intuição lhe diz”, aponta Vamivakas.

Se fótons não tem massa, como podem ter “momento”?

As aplicações para a descoberta são encorajadoras. Ao exibir as características de ter massa negativa, os polaritons poderiam ajudar a criar lasers com uma quantidade de energia muito menor do que é feito atualmente. Os físicos até começaram a considerar se essa “poeira mágica” de luz e matéria poderia ser usada como base de um supercomputador radicalmente novo. [Science Alert, Universidade de Rochester]

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (30 votos, média: 4,87 de 5)

2 comentários

Deixe seu comentário!