Gyles Lewis
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A luz se move rápido. Esse é todo o ponto de luz, pelo menos a maneira como a maioria das pessoas pensa a respeito. A luz percorre 93 milhões de milhas entre a Terra e o sol em apenas 8 minutos, transporta informações por todo o mundo quase que instantaneamente e sua velocidade máxima de 186.000 milhas por segundo (300.000 quilômetros / s) acaba sendo o limite de velocidade absoluto de todo o universo.
Mas existem alguns físicos interessados em virar esse traço de luz de cabeça para baixo e desacelerá-lo. E em um novo artigo, publicado em 3 de janeiro na revista Physical Review Letters e no arXiv, uma equipe de pesquisadores mostrou que a luz poderia parar totalmente em certos "pontos excepcionais".
Esta não é a primeira técnica que os cientistas desenvolveram para reduzir a velocidade da luz. Em 2001, um artigo publicado na revista Nature (e explicado no The New York Times) mostrou que a luz pode ser impressa em átomos super-resfriados de tal forma que chega a uma parada completa - em seguida, acionada por um segundo pulso de luz em continuando ao longo de seu caminho alegre. [Os 18 maiores mistérios não resolvidos da física]
Mas a técnica descrita neste artigo de 3 de janeiro não depende de átomos super-resfriados ou luz impressa. Em vez disso, ele se baseia em algumas peculiaridades engraçadas de como as ondas - incluindo ondas de luz - se comportam sob as circunstâncias incomuns de "pontos excepcionais".
Um ponto excepcional é um lugar onde dois padrões complexos de comprimento de onda que se espelham se encontram - fundindo-se em um padrão ou outro, dependendo da direção em que estão viajando.
Vamos decompô-lo:
Você deve ter ouvido que a luz é uma onda e há uma boa chance de você imaginá-la como uma onda bastante simples, como esta:
Mas a realidade é que as ondas no mundo real - sejam feitas de luz, som ou vibrações quânticas - são formas tridimensionais muito mais ricas e complexas que mudam constantemente, de acordo com as propriedades do recipiente através do qual estão se movendo.
Ajustando as propriedades do recipiente, os cientistas descobriram como transformar uma onda complexa em sua gêmea espelho. Esse fenômeno acontece em pontos excepcionais, ou pontos em torno dos quais as ondas mostram comportamentos excepcionalmente peculiares. Dispare um feixe de luz e seu gêmeo espelho através do ponto de uma maneira, e ambos emergirão parecidos com o feixe de luz original. Dispare-os de outra maneira, e ambos irão emergir parecendo a onda do espelho.
Neste artigo, os cientistas mostraram que, teoricamente, as propriedades do ponto excepcional e dos feixes de luz poderiam ser sintonizados de tal forma que a luz parasse de se mover inteiramente neste ponto excepcional. Altere as propriedades e os feixes de luz novamente, e a luz continuará em seu caminho alegre.
Por muito tempo, os cientistas pensaram que os pontos excepcionais eram conceitos puramente teóricos. Mas em 2010, os pesquisadores conseguiram construir um no mundo real, disparando microondas através de uma caixa de metal especialmente construída, fazendo com que os padrões de onda mudassem de um modo para outro.
Os pesquisadores ainda não construíram um ponto excepcional de parar a luz no mundo real - e resta saber se alguém o fará. Em um comunicado da equipe por trás do artigo sobre pontos excepcionais de interrupção da luz, os pesquisadores disseram que o próximo passo é descobrir se pontos excepcionais semelhantes poderiam interromper outros tipos de ondas, como o som, em suas trilhas.
No futuro, a equipe escreveu neste artigo, eles esperam o aumento na pesquisa de pontos excepcionais para ajudar a resolver problemas importantes na mecânica quântica e apontar o caminho para novas tecnologias que dependem de curvas e modelagem de ondas.