A velocidade da luz é uma constante fundamental da física que sempre fascinou a humanidade.
Viajando a aproximadamente 299.792 quilômetros por segundo, a luz é uma entidade presente em todos os aspectos da nossa existência.
No entanto, apesar de sua rapidez, os cientistas há muito tempo exploram maneiras de manipular esse fenômeno para atender às nossas necessidades tecnológicas em constante evolução.
Recentemente, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Guangxi e da Academia Chinesa de Ciências, na China, conseguiu desacelerar a luz em mais de 10.000 vezes durante um experimento inovador (ZHAO, 2024).
Este avanço, descrito em um estudo recentemente publicado, oferece uma perspectiva promissora para uma ampla gama de aplicações, podendo aprimorar a computação e a comunicação óptica.
Como os cientistas reduziram a velocidade da luz?
Como este experimento foi baseado em alguns princípios ópticos avançados, é crucial compreender primeiro alguns conceitos básicos da velocidade da luz.
A velocidade da luz no vácuo é de aproximadamente 299.792 quilômetros por segundo, mas quando essa luz atravessa meios materiais, como ar, água ou vidro, sua velocidade pode ser influenciada por vários fatores, como a densidade e as propriedades do material.
Este fenômeno é fundamental para a óptica e para nossa percepção visual, pois é responsável por efeitos como refração e reflexão.
O método empregado pelos cientistas para reduzir a velocidade da luz baseia-se em um conceito conhecido como Transparência Induzida Eletromagneticamente (EIT, na sigla em inglês).
Neste processo, um feixe de luz laser é manipulado para interagir com um gás armazenado em um ambiente a vácuo.
Por meio de um truque com o laser, os elétrons dentro do gás são controlados de tal forma que transformam o gás de opaco para transparente, permitindo que a luz passe através dele.
No entanto, o aspecto mais notável do EIT é que, além de tornar o gás transparente, também desacelera significativamente a luz que o atravessa.
Isso ocorre devido à manipulação das propriedades dos elétrons no gás, que, por sua vez, afetam a velocidade da luz.
Portanto, mesmo que a luz esteja passando por um meio transparente, sua velocidade é consideravelmente reduzida, proporcionando um controle sem precedentes sobre sua propagação.
Para alcançar este feito impressionante, os pesquisadores também projetaram um material inovador conhecido como metassuperfície.
Esta estrutura sintética bidimensional, composta por camadas extremamente finas de silício, exibe propriedades ópticas únicas não encontradas na natureza.
Os blocos de construção fundamentais desta metassuperfície, chamados de meta-átomos, são dispostos de tal maneira que afetam o comportamento da luz à medida que ela passa através da estrutura.
Quais foram os resultados do experimento?
Os resultados do experimento foram extraordinários.
A luz foi desacelerada em mais de 10.000 vezes neste sistema, com vantagens significativas em comparação aos métodos anteriores.
Uma das maiores vantagens deste método, foi a redução significativa na perda de potência da luz – mais de cinco vezes, em relação a outros métodos – aumentando a eficiência geral do sistema.
As implicações deste avanço vão desde aplicações em computação e comunicação óptica até avanços na manipulação de luz em chips nanofotônicos – avanços que prometem transformar radicalmente nossa capacidade de controlar e manipular a luz.
Além disso, abre portas para novas descobertas e inovações em áreas como medicina, energia e ciência dos materiais.
Ao abrir novas possibilidades para controlar a velocidade da luz, os pesquisadores estão pavimentando o caminho para uma nova era de inovação tecnológica.
Com mais desenvolvimentos e pesquisas futuras, podemos esperar ver essa tecnologia revolucionária se tornar parte integrante de nossa vida cotidiana.
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Referências
ZHAO, Xueqian et al. Ultrahigh-Q Metasurface Transparency Band Induced by Collective–Collective Coupling. Nano Letters, 2024. Disponível em: <link>. Acesso em: 12 fev 2024.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Cientistas desaceleraram a luz em 10.000 vezes em um experimento. Ciência Mundo, fev 2024. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
