Criadas ondas de luz que atravessam materiais opacos

 Caros Leitores;

Com a luz invariante, as imagens chegam ao outro lado tanto através de um vidro transparente, quanto de um material totalmente opaco.

[Imagem: Pritam Pai et al. - 10.1038/s41566-021-00789-9]

Transformando opaco em transparente

Em termos bem simples, um material é transparente quando as partículas de luz não têm energia suficiente para excitar seus elétrons, o que faz com que os fótons passem sem perturbar ninguém e sem serem grandemente perturbados. É o que acontece com o vidro, por exemplo.

Nos materiais opacos, ao contrário, os fótons têm energia suficiente para encarar os elétrons, sendo ou absorvidos ou refletidos.

Mas Pritam Pai e colegas das universidades Tecnológica de Viena, na Áustria, e Utrecht, nos Países Baixos, deram um jeito nisso.

Eles criaram um tipo especial de onda de luz que praticamente não é afetada por qualquer meio sólido desordenado, seja o vidro de uma janela, seja o tijolo de uma parede.

É meio que um jeito de transformar materiais sólidos em transparentes sem mexer na estrutura dos próprios materiais.

Modos invariantes de dispersão da luz

Esse novo tipo de luz é chamado pelos pesquisadores de "modos invariantes de dispersão da luz".

Para criar essas ondas de luz que penetram em materiais opacos, primeiro é necessário caracterizar com precisão o material que se deseja observar - a equipe usou pó de óxido de zinco, um pó branco formado por nanopartículas totalmente desordenadas.

Para isso, os pesquisadores dispararam ondas de luz de formato bem conhecido através da amostra e mediram tudo o que chegava do outro lado. A partir desses dados, foi possível concluir como qualquer outra onda seria alterada por este meio.

Mais do que isso, torna-se possível calcular especificamente qual padrão de onda é alterado pelo material exatamente como se o espalhamento de onda estivesse totalmente ausente.

Por mais especiais e raros que sejam esses modos de luz de dispersão invariante, com o número teoricamente ilimitado de ondas de luz possíveis, ainda é possível encontrar muitos deles. E, combinando vários deles da maneira correta, torna-se então possível obter a forma de onda original novamente.

"Como pudemos mostrar, há uma classe muito especial de ondas de luz - os chamados modos invariantes de espalhamento de luz, que produzem exatamente o mesmo padrão de onda no detector, independentemente de a onda de luz ter sido enviada apenas pelo ar ou se teve que penetrar na complicada camada de óxido de zinco," contou o professor Stefan Rotter.

Imagens de galáxias e de células

A equipe demonstrou sua técnica transmitindo uma imagem astronômica através da camada opaca de óxido de zinco.

"Pelo menos dentro de certos limites, você é bastante livre para escolher qual imagem você quer enviar sem interferência através do objeto," disse Jeroen Bosch, membro da equipe. "Para o experimento nós escolhemos uma constelação como exemplo: a Ursa Maior. E, de fato, foi possível determinar a onda de dispersão invariante que envia uma imagem da Ursa Maior para o detector, independentemente de uma onda de luz ser espalhada pela camada de óxido de zinco ou não. Para o detector, o feixe de luz parece quase o mesmo em ambos os casos".

Segundos os pesquisadores, esta técnica poderá ser utilizada em diversos sistemas de imageamento biológico e médico, uma vez que é possível configurar as ondas de luz para que elas enxerguem ou iluminem pontos específicos no interior de uma célula, por exemplo.

Bibliografia:

Artigo: Scattering invariant modes of light in complex media

Autores: Pritam Pai, Jeroen Bosch, Matthias Kühmayer, Stefan Rotterm, Allard P. Mosk

Revista: Nature Photonics

DOI: 10.1038/s41566-021-00789-9

Fonte: Inovação Tecnológica / Redação do Site Inovação Tecnológica /16-04-2021 

https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criadas-ondas-luz-atravessam-materiais-opacos&id=010115210416#.YHmh3etKi1s    

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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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