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Física quântica avança! Experimento inédito mostra luz viajando através do espaço e do tempo

Escrito por Fabio Lucas Carvalho
Publicado em 09/11/2024 às 09:29
espaço, tempo
(CRÉDITO: ICL)
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Experimento inovador do Imperial College London revoluciona a física quântica ao explorar a dimensão do espaço e do tempo

Um grupo de física do Imperial College London fez uma descoberta revolucionária ao recriar o famoso experimento da dupla fenda na dimensão do espaço e do tempo. Liderada pelo Professor Riccardo Sapienza, uma equipe usou tecnologias de ponta para manipular as propriedades ópticas de materiais em escala de femtossegundos, oferecendo novas percepções sobre a natureza da luz e seu comportamento em contextos quânticos.

O experimento da dupla fenda: uma revisão histórica

Originalmente realizado por Thomas Young em 1801, o experimento da dupla proposta declarou que a luz se comporta como uma onda. Ao passar por duas fendas físicas, a luz criou um padrão de interferência, evidenciando suas propriedades de onda.

Décadas mais tarde, foi descoberto que a luz também exibe comportamento de partículas, revelando a dualidade onda-partícula da luz. Esse experimento foi fundamental para o desenvolvimento da mecânica quântica e para a compreensão do comportamento de partículas subatômicas.

Professor Riccardo Sapienza e Sir John Pendry do Departamento de Física do Imperial College London. (CRÉDITO: ICL)

A inovação no experimento: a dimensão do espaço e dotempo

No experimento do Imperial College London, os pesquisadores alteraram a abordagem clássica ao focar na frequência da luz, ao invés de sua direção.

Utilizando lasers ultrarrápidos, eles conseguem manipular uma fina camada de óxido de índio-estado, um material encontrado em telas de dispositivos eletrônicos, para mudar suas propriedades de refletividade em intervalos de femtossegundos. Esse ajuste permitiu alterar o cor da luz, criando um padrão de interferência entre diferentes frequências.

Esse experimento inédito foi publicado na prestigiada revista Nature Physics. O Professor Sapienza destacou que o trabalho “revela mais sobre a natureza fundamental da luz, útil também como um trampolim para a criação de materiais avançados que podem controlar a luz no espaço e no tempo”.

Implicações tecnológicas do experimento

O famoso experimento da dupla fenda, que mostrou que a luz pode se comportar tanto como uma onda quanto como uma partícula. (CRÉDITO: CC BY-SA 3.0)

Avanços na espectroscopia: Com essa descoberta, torna-se possível criar novas técnicas de espectroscopia que possam medir a estrutura temporal dos pulsos de luz em escalas extremamente pequenas.

O professor Sir John Pendry, coautor do estudo, afirmou que “o experimento de fendas de tempo duplas abre a porta para uma espectroscopia totalmente nova capaz de resolver a estrutura temporal de um pulso de luz em escala de períodos de radiação”.

Aplicações em telecomunicações: A manipulação precisa da luz pode ter um impacto direto nas telecomunicações, com a criação de switches ópticos mais eficientes. Esses dispositivos podem suportar dados mais rápidos e específicos, permitindo velocidades de internet superiores e redes de comunicação aprimoradas.

Impacto na computação óptica: O controle avançado da luz também pode acelerar o desenvolvimento da computação óptica. Nesse campo, a luz substitui a eletricidade, prometendo aceleração mais rápida e eficiente em termos de consumo de energia.

Processadores ópticos têm o potencial de tornar dispositivos eletrônicos mais poderosos e menos poluentes.

Inovações em tecnologia médica: Na área da saúde, essa tecnologia pode levar ao desenvolvimento de ferramentas de imagem mais precisas e personalizadas para diagnóstico e tratamento.

A capacidade de controlar a luz tanto no espaço quanto no tempo abre portas para técnicas que permitem, por exemplo, a detecção precoce de doenças ou tratamentos direcionados que poupem células saudáveis ​​​​enquanto atacam células cancerígenas.

Futuras pesquisas: cristais de tempo e novos materiais

Esse experimento inovador também lança as bases para o estudo dos chamados “cristais de tempo”, materiais que possuem estruturas que se repetem não apenas no espaço, mas também no tempo.

Segundo o professor Stefan Maier, coautor do estudo, “o conceito de cristais de tempo tem o potencial de levar a interruptores ópticos ultrarrápidos e paralelizados“.

A descoberta vai além de aplicações em telecomunicações, computação e medicina. Metamateriais, como os utilizados neste estudo, podem ser aplicados em áreas como energia, transporte, aeroespacial e defesa.

Controlar a luz com precisão pode resultar em sistemas de energia mais eficientes e em sensores avançados para veículos e aeronaves, com potencial até mesmo para explorar a física dos buracos negros.

A relevância e o futuro dos metamateriais e da física quântica

À medida que novas tecnologias são desenvolvidas, o uso de metamateriais e o entendimento da física quântica se tornam ainda mais essenciais.

A habilidade de manipular a luz no espaço e no tempo promete transformar como interagimos com o mundo ao nosso redor, fornecendo dispositivos mais rápidos, eficientes e precisos.

A descoberta da equipe do Imperial College London marca um avanço notável, evidenciando o poder da pesquisa científica em contribuições para a inovação tecnológica.

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Fabilu Carva
Fabilu Carva
12/11/2024 10:12

Que bom!

Fabio Lucas Carvalho

Jornalista especializado em uma ampla variedade de temas, como carros, tecnologia, política, indústria naval, geopolítica, energia renovável e economia. Atuo desde 2015 com publicações de destaque em grandes portais de notícias. Minha formação em Gestão em Tecnologia da Informação pela Faculdade de Petrolina (Facape) agrega uma perspectiva técnica única às minhas análises e reportagens. Com mais de 10 mil artigos publicados em veículos de renome, busco sempre trazer informações detalhadas e percepções relevantes para o leitor. Para sugestões de pauta ou qualquer dúvida, entre em contato pelo e-mail flclucas@hotmail.com.

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