A maioria de nós cresce familiarizada com a lei predominante que limita a rapidez com que a informação pode viajar pelo espaço vazio: a velocidade da luz, que chega a 300.000 quilômetros por segundo.
Embora seja improvável que os próprios fótons ultrapassem esse limite de velocidade, há características da luz que não seguem as mesmas regras.
Manipulá-los não vai acelerar nossa capacidade de viajar para as estrelas, mas eles podem nos ajudar a abrir caminho para uma classe totalmente nova de tecnologia a laser.
Físicos nos EUA mostraram que, sob certas condições, ondas formadas por grupos de fótons podem se mover mais rápido que a luz.
Os pesquisadores vêm jogando duro e rápido com o limite de velocidade dos pulsos de luz há algum tempo, acelerando-os e até desacelerando-os para uma parada virtual usando vários materiais, como gases atômicos frios, cristais refrativos e fibras ópticas.
Mas, impressionantemente, no ano passado, pesquisadores do Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, e da Universidade de Rochester, em Nova York, conseguiram dentro de enxames quentes de partículas carregadas, ajustando a velocidade das ondas de luz dentro do plasma para algo em torno de um décimo da luz da velocidade de vácuo normal para mais de 30 por cento mais rápido.
Isso é mais – e menos – impressionante do que parece.
Para quebrar os corações daqueles que esperam que nos leve a Proxima Centauri e volte no 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 chocam de maneiras que criam ondas regulares.
A ascensão e queda rítmica de grupos inteiros de ondas de luz se move através das coisas a uma taxa descrita como velocidade de grupo, e é essa ‘onda de ondas’ que pode ser ajustada para desacelerar ou acelerar, dependendo das condições eletromagnéticas de seu entorno.
Ao retirar 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, acionando os freios ou simplificando-os ajustando a proporção do gás e forçando as características do pulso a mudar de forma.
O efeito geral foi devido à refração dos campos do plasma e à luz polarizada do laser primário usado para derrubá-los. As ondas de luz individuais ainda zumbiam em seu ritmo habitual, mesmo quando sua dança coletiva parecia acelerar.
Do ponto de vista teórico, o experimento ajuda a aprofundar a física dos plasmas e impõe novas restrições à precisão dos modelos atuais.
Em termos práticos, esta é uma boa notícia para as tecnologias avançadas que esperam nas asas pistas sobre como contornar os obstáculos que impedem que eles se tornem realidade.
Os lasers seriam os grandes vencedores aqui, especialmente a variedade insanamente poderosa. Os lasers antigos dependem de materiais ópticos de estado sólido, que tendem a ser danificados à medida que a energia aumenta. Usar fluxos de plasma para amplificar ou alterar as características da luz contornaria esse problema, mas para aproveitar ao máximo, realmente precisamos modelar suas características eletromagnéticas.
Não é coincidência que o Lawrence Livermore National Laboratory esteja interessado em entender a natureza óptica dos plasmas, abrigando algumas das tecnologias de laser mais impressionantes do mundo.
Lasers cada vez mais potentes 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 mover pelo espaço mais rápido, mas são essas mesmas descobertas que nos apressarão em direção ao tipo de futuro com o qual todos sonhamos.
Publicado em 04/09/2022 02h00
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