Um novo tipo de luz no universo?
Os materiais emitem luz em um espectro previsível de comprimento de onda, quando são aquecidos. Em 1900, Max Planck descreveu matematicamente um padrão de radiação de corpo negro e sua proposta deu início ao que é hoje a teoria quântica. Mas um material demonstrado experimentalmente parece exceder os limites estabelecidos pela Lei de Planck. Os resultados foram publicados no Nature Scientific Reports.
O material descoberto pelo professor Shawn Yu Lin, do Rensselaer Polytechnic Institute, emite luz semelhante à produzida por lasers ou LEDs. Isso sem a necessidade da estrutura mais cara para produzir a emissão simulada de tais tecnologias.
Tanto o recente estudo de espectroscopia, quanto outro publicado anteriormente pelo professor, mostram um pico de radiação de aproximadamente 1,7 mícron. Esta é a parte do espectro eletromagnético próxima ao infravermelho.
O professor considera que isso não viola a Lei de Planck, mas é uma nova forma de gerar emissão térmica. Para ele, o método e o material representam um novo caminho para emissores de infravermelho superintenso semelhante a LED, para aplicações termovoltaicas e de energia eficiente.
Lin trabalha para encontrar evidências desde 2002 e os artigos publicados são baseados em testes realizados por ele.
Novo material
Para a pesquisa, Lin construiu um cristal fotônico de tungstênio tridimensional, com seis camadas desalinhadas, e cobriu com uma cavidade óptica que refina a luz.
O cristal fotônico diminui o espectro de luz emitido pelo material para um intervalo de aproximadamente 1 micrômetro. A cavidade continua a comprimir a energia em intervalo de cerca de 0.07 micrômetro.
O pesquisador utilizou como controle um corpo negro. As amostras de teste e controle foram colocadas na mesma peça de substrato de silício. Em câmara a vácuo as amostrar foram aquecidas a 600 graus Kelvin.
A análise espectral foi realizada em cinco posições. A emissão mais alta teve intensidade 8 vezes maior que a da amostra de controle, ocorreu a 1,7 micrômetros.
Emissão de luz
A teoria não explica por completo o efeito. A hipótese de Lin é de que o desalinhamento entre as camadas do cristal fotônico permite que a luz surja entre os espaços dentro do cristal. A luz emitida salta de para trás e adiante na estrutura do cristal. Isso altera a propriedade da luz conforme ela viaja para a superfície ao encontro da cavidade óptica.
O novo material pode ser usado na coleta de energia, rastreamento e identificação de objetos baseados em infravermelho na área militar, produção de fontes ópticas altamente eficientes conduzidas pela perda de calor ou fontes de calor no local e em pesquisas envolvendo infravermelho. [SciTechDaily, Rensselaer Polytechnic Institute, Nature Scientific Reports]
