Descoberta nova propriedade da luz: o autotorque

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/06/2019

Parecendo um parafuso com rosca heterogênea, a luz com autotorque terá aplicações tecnológicas imediatas. 
[Imagem: Rego et al. - 10.1126/science.aaw9486]

Luz torcida

Pesquisadores espanhóis descobriram que a luz possui uma nova propriedade, que eles batizaram de autotorque.

Esta descoberta abre possibilidades empolgantes em aplicações relacionados à luz, dos aparelhos de consumo aos equipamentos científicos e às telecomunicações por fibra óptica.

Além das muitas propriedades conhecidas - como intensidade e comprimento de onda -, a luz pode ser torcida, possuindo o que é conhecido como momento angular - os fótons viajam em linha reta, mas girando em torno do eixo do feixe de luz.

Feixes de luz transportando momento angular altamente estruturado, conhecido como momento angular orbital (OAM), são conhecidas como feixes de vórtice.

A intensidade desses feixes, que têm uma forma semelhante a um anel, tem aplicações em comunicações ópticas, microscopia, óptica quântica e manipulação de micropartículas.

Visão da seção longitudinal do feixe de luz com autotorque. 
[Imagem: Rego et al. - 10.1126/science.aaw9486]

Luz com autotorque

Sabendo desse giro da luz torcida, Laura Rego e colegas da Universidade de Salamanca se perguntaram se esse giro dos fótons não poderia funcionar de uma forma dependente do tempo.

Pode, e é justamente nisso que consiste o autotorque: Feixes de luz com torque próprio possuem um momento angular que muda continuamente no tempo. Em outras palavras, a luz não apenas torce, mas tem um grau diferente de torção ao longo do comprimento do feixe.

Os feixes se parecem com um croissant, contendo mais de uma oitava de valores de momento angular orbital ao longo do pulso de luz.

"Esta é a primeira vez que alguém previu ou até mesmo observou essa nova propriedade da luz," disse Laura. "Por exemplo, achamos que podemos modular o momento angular orbital da luz da mesma forma que a frequência é modulada nas comunicações."

Se isso for realmente possível, as telecomunicações poderão dar um salto de velocidade, permitindo colocar muitos mais dados nas mesmas fibras ópticas.

Além disso, esse novo modo da luz abre novas perspectivas para as pinças ópticas, minúsculos raios tratores usados para aprisionar de nanopartículas a células.

Bibliografia:

Artigo: Generation of extreme-ultraviolet beams with time-varying orbital angular momentum
Autores: Laura Rego, Kevin M. Dorney, Nathan J. Brooks, Quynh L. Nguyen, Chen-Ting Liao, Julio San Román, David E. Couch, Allison Liu, Emilio Pisanty, Maciej Lewenstein, Luis Plaja, Henry C. Kapteyn, Margaret M. Murnane, Carlos Hernández-García
Revista: Science
DOI: 10.1126/science.aaw9486

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