Navegando pelas águas suaves do vácuo, um fóton de luz se move a cerca de 300 mil quilômetros por segundo. Isso define um limite firme para a rapidez com que um sussurro de informação pode viajar para qualquer lugar do Universo.
Embora essa lei provavelmente nunca seja quebrada, existem características da luz que não seguem as mesmas regras. Manipulá-los não vai acelerar nossa capacidade de viajar até as estrelas, mas eles podem nos ajudar a abrir caminho para uma nova classe de tecnologia a laser.
Os físicos têm jogado duro e rápido com o limite de velocidade dos pulsos de luz por um tempo, acelerando-os e até mesmo reduzindo-os até uma parada virtual usando vários materiais como gases atômicos frios, cristais refrativos e fibras ópticas.
Desta vez, pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore na Califórnia e da Universidade de Rochester em Nova York conseguiram lidar com enxames quentes de partículas carregadas, ajustando a velocidade das ondas de luz dentro do plasma para algo em torno de um décimo do vácuo normal da luz. velocidade para mais de 30 por cento mais rápida.
Isso é mais – e menos – impressionante do que parece.
Para partir os corações daqueles que esperam que isso nos leve a Proxima Centauri e de volta a tempo para o chá, essa viagem superluminal está dentro das leis da física. Desculpe.
A velocidade de um fóton é travada no lugar pela trama de campos elétricos e magnéticos conhecidos como eletromagnetismo. Não há como contornar isso, mas pulsos de fótons em frequências estreitas também se acotovelam de maneiras que criam ondas regulares.
A ascensão e queda rítmicas de grupos inteiros de ondas de luz se movem através das coisas a uma taxa descrita como velocidade de grupo, e é essa ‘onda de ondas’ que pode ser ajustada para diminuir ou aumentar a velocidade, dependendo das condições eletromagnéticas do ambiente.
Ao retirar os elétrons de um fluxo de íons de hidrogênio e hélio com um laser, os pesquisadores foram capazes de alterar a velocidade do grupo de pulsos de luz enviados através deles por uma segunda fonte de luz, colocando os freios ou simplificando-os ajustando a proporção do gás e forçando as características do pulso a mudarem de forma.
O efeito geral foi devido à refração dos campos do plasma e à luz polarizada do laser primário usado para eliminá-los. As ondas de luz individuais ainda se moviam em seu ritmo normal, mesmo quando sua dança coletiva parecia acelerar.
Do ponto de vista teórico, o experimento ajuda a dar corpo à física dos plasmas e a impor novas restrições à precisão dos modelos atuais.
Em termos práticos, esta é uma boa notícia para tecnologias avançadas que aguardam nos bastidores por pistas sobre como contornar os obstáculos que os impedem de se tornarem realidade.
Lasers seriam os grandes vencedores aqui, especialmente a variedade incrivelmente poderosa. Os lasers da velha escola dependem de materiais óticos de estado sólido, que tendem a se danificar com o aumento da energia. Usar fluxos de plasma para amplificar ou alterar as características da luz contornaria esse problema, mas para aproveitá-lo ao máximo, realmente precisamos modelar suas características eletromagnéticas.
Não é por acaso que o Laboratório Nacional Lawrence Livermore está interessado em compreender a natureza óptica dos plasmas, sendo o lar de algumas das tecnologias de laser mais impressionantes do mundo.
Lasers cada vez mais poderosos são exatamente o que precisamos para um monte de aplicações, desde acelerar aceleradores de partículas até melhorar a tecnologia de fusão limpa.
Pode não nos ajudar a nos movermos pelo espaço mais rápido, mas são essas mesmas descobertas que nos apressarão em direção ao tipo de futuro com que todos sonhamos.
Publicado em 24/05/2021 00h33
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