Material tem refração negativa e absorção total de ondas

Com informações da PhysOrg -  13/08/2018

O material funciona com ondas acústicas, mas também poderá ser desenvolvido para ondas ópticas. [Imagem: Hailong He et al. - 10.1038/s41586-018-0367-9]

Refração negativa e absorção total

Um novo material artificial apresenta simultaneamente uma refração negativa e nenhuma reflexão de onda.

Conforme aprendemos na escola, quando os raios de luz atingem um copo de água, alguns deles são curvados pela água, enquanto outros são refletidos. Com isso, os raios incidentes e refratados acabam em lados opostos da superfície da água - isto é o que acontece com praticamente todos os materiais na natureza.

Mas a teoria e a prática mostram que é possível criar materiais que violem essa norma, a exemplo do que vem sendo feito com os metamateriais da invisibilidade e das lentes planas.

De fato, Hailong He e colegas das universidades de Wuhan (China) e Texas (EUA) construíram agora esse material com refração negativa e absorção total.

• Batido recorde de índice negativo de refração

Manipulação de ondas

A equipe sintetizou o novo material partindo das propriedades de um semimetal de Weyl, um material quântico descoberto recentemente que possui propriedades topológicas - o que acontece nas suas bordas é diferente do que acontece no seu interior.

Para aplicar o que aprenderam com o material quântico em um material não-metálico, a equipe criou placas superpostas de cristais fonônicosusando epóxi e outros polímeros.

As placas foram empilhadas de forma que suas estruturas acompanhem o sentido anti-horário ao longo do eixo vertical. Com isto, o material não apenas apresenta refração negativa, como também absorve todas as ondas acústicas dirigidas a ele, não refletindo nenhuma delas.

Esta é mais uma ferramenta em um campo que tem apresentado resultados inovadores recentemente, incluindo refletores direcionais de som, materiais que podem absorver ou deixar o som passar sob demanda e até camuflagens acústicas.

E, se um material semelhante puder ser criado para se comportar dessa mesma maneira com as ondas de luz - e a teoria afirma que pode - isso pode revolucionar também o campo da óptica.

Bibliografia:

Topological negative refraction of surface acoustic waves in a Weyl phononic crystal
Hailong He, Chunyin Qiu, Liping Ye, Xiangxi Cai, Xiying Fan, Manzhu Ke, Fan Zhang, Zhengyou Liu
Nature Physics
Vol.: 560, pages 61-64
DOI: 10.1038/s41586-018-0367-9