Em 1801, o cientista britânico Thomas Young realizou um experimento icônico que demonstrou que a luz pode se comportar como uma onda, tomando caminhos diferentes simultaneamente e interferindo de maneiras previsíveis ao se recombinar.
Esse experimento de dupla fenda tornou-se um marco na história da física e estabeleceu a compreensão de que a luz exibe comportamentos tanto de partícula quanto de onda.
Imagem: NekoJaNekoJa em Wikimedia Commons.
Agora, cientistas recriaram esse experimento clássico com um toque moderno, usando fendas temporais para estudar a interação da luz com o tempo.
Os pesquisadores, liderados pelo físico Riccardo Sapienza do Imperial College London, utilizaram um material chamado óxido de índio e estanho, que é comumente usado em telas de smartphones devido à sua propriedade de ajustar a refletividade em resposta a pulsos de laser (TIROLE, 2023).
Imagem: Thomas Angus / Imperial College London.
Ao alterar rapidamente a refletividade desse material, os cientistas criaram duas “fendas temporais” em períodos distintos onde a luz poderia ser medida atingindo o material, proporcionando caminhos distintos no tempo em que uma única onda de luz poderia interferir consigo mesma.
Uma descoberta interessante do experimento foi que as fendas temporais se abriram mais rapidamente do que o esperado, em uma escala de tempo de femtossegundos, que é equivalente a quadrilionésimos de segundo.
Isso indicou que a interação entre o material e a luz pode ocorrer em escalas de tempo extremamente curtas, o que pode ter implicações significativas na compreensão do comportamento da luz em nível molecular e atômico.
Além disso, o experimento revelou que as diferenças na interação entre a luz e o material no tempo levaram a mudanças na frequência da luz e na produção de cores, em vez de diferenças na luminosidade.
Isso pode abrir caminho para o desenvolvimento de uma nova espectroscopia capaz de analisar a estrutura temporal de pulsos de luz, proporcionando uma nova abordagem para estudar fenômenos ópticos em escalas de tempo ultra rápidas.
Os resultados desse experimento têm implicações tanto para a ciência fundamental quanto para aplicações práticas.
A compreensão aprofundada da interação entre a luz e a matéria em escala de tempo pode levar a avanços na área de materiais ópticos, possibilitando o desenvolvimento de tecnologias mais avançadas, como chaves ópticas ultra rápidas.
Além disso, essa pesquisa pode ter aplicações em áreas como a astrofísica, permitindo o estudo de fenômenos como buracos negros em uma escala de tempo mais detalhada.
Os próximos passos da pesquisa incluem a aplicação do conceito de “fendas temporais” em outros materiais, como cristais atômicos, que têm uma estrutura mais rígida e organizada.
Isso pode levar a avanços na eletrônica e em outras áreas da ciência e tecnologia.
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Referências
TIROLE, Romain et al. Double-slit time diffraction at optical frequencies. Nature Physics, p. 1-4, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 13 abr 2023.
Notícias
Double-slit experiment that proved the wave nature of light explored in time. Imperial College of London, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 13 abr 2023.
New Spin on Famous Physics Experiment Shows Light Interfering With Its Own Past. Scicen Alert, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 13 abr 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Nova versão do experimento da dupla fenda mostra que a luz interfere em seu próprio passado. Ciência Mundo, abr 2023. 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.
