Os cientistas descobriram uma maneira de irradiar energia perfeitamente em qualquer sala, graças a um dispositivo semelhante a ficção científica que eles chamam de “anti-laser”.
A ideia é simples: assim como um laser emite partículas de luz, ou fótons, um após o outro em uma linha organizada e ordenada, um anti-laser suga os fótons um após o outro na ordem inversa. Os pesquisadores há muito especulam que um dispositivo como este pode tornar os fios e cabos de carregamento uma coisa do passado, permitindo que as pessoas enviem energia de forma invisível através de uma sala para um laptop ou telefone e o liguem sem conectá-lo. Mas embora os anti-lasers básicos tenham já testado antes, o mundo real não é tão limpo e organizado quanto um laser apontado para um receptor fixo em um laboratório. Eletrônicos se movem, objetos ficam no caminho, paredes refletem energia de maneiras inesperadas. O novo anti-laser demonstrado neste experimento é responsável por tudo isso, e recebe energia espalhada por um espaço em um padrão imprevisível – ainda recebendo 99,996% da energia enviada.
O termo formal para o método que eles usaram é “absorção perfeita coerente” (CPA). O CPA usa uma máquina para enviar energia pela sala e outra (o “anti-laser”) para sugá-la de volta. Os experimentos anteriores do CPA, escreveram os pesquisadores em um artigo publicado em 17 de novembro na revista Nature Communications, eram empolgantes, mas tinham uma limitação fundamental: a direção do tempo. Os experimentos funcionaram apenas em situações em que o tempo poderia fluir tão facilmente para trás quanto para a frente, o que raramente existe em nosso dia-a-dia.
O modelo mais simples de uma configuração anti-laser, envolvendo um ponteiro laser disparando fótons um após o outro em um receptor que os engole, seria basicamente o mesmo se você reproduzisse uma fita de sua ação para frente ou para trás: O fóton salta de um dispositivo , viaja pelo espaço e entra no outro dispositivo. Estabelecimentos como esse, em termos físicos, são considerados como tendo “simetria de reversão de tempo”. A simetria de reversão do tempo só surge em sistemas sem muita entropia, ou a tendência inerente dos sistemas de descer à desordem.
Até agora, mesmo os experimentos de CPA mais complexos tiveram simetria de reversão de tempo. Alguns eram mais complexos do que o apontador laser apontado para um receptor. Mas mesmo projetos complicados têm essa simetria se forem configurados de forma que o processo possa ser revertido.
(Aqui está um exemplo de como um evento complicado pode ser simétrico com inversão de tempo: Imagine uma fita de vídeo de um amador pegando peças de Lego de uma caixa bem organizada e usando-as para construir um modelo da Torre Eiffel. O resultado pareceria complicado, mas a fita seria registre onde cada peça foi, portanto, reproduzir a fita ao contrário mostraria apenas o aquarista separando as peças e organizando-as novamente.)
Mas, para esse novo trabalho, os pesquisadores usaram campos magnéticos para empurrar os fótons de forma tão agressiva que a simetria de reversão do tempo foi perdida. O processo de transferência de energia – disparar os fótons – era como mexer uma sopa: não funciona ao contrário. (Imagine tentar descompactar a sopa.) Mas o dispositivo ainda recebeu energia.
Isso “prova que o conceito de CPA vai muito além de sua concepção inicial como um ‘laser reverso no tempo'”, escreveram os pesquisadores em seu artigo, sugerindo que um dia pode ter aplicações práticas no mundo real. Isso porque o mundo real não é tão organizado quanto um experimento de laboratório reversível com o tempo. É confuso e imprevisível e nunca reversível no tempo a longo prazo. Para que o CPA trabalhe nessas condições desafiadoras, ele tem que ser capaz de lidar com isso.
Os pesquisadores realizaram esse CPA não reverso no tempo em duas configurações experimentais, ambas usando energia de microondas. O primeiro foi um “labirinto” de fios que os fótons tiveram que navegar para chegar a um receptor. A segunda era uma pequena “cavidade de latão” irregular com um receptor no meio, que os fótons alcançavam depois de espalhar e atravessar o espaço aberto na cavidade.
Para conseguir isso, os pesquisadores emitiram microondas de propriedades diferentes e testaram qual combinação de frequências, amplitudes e fases (três características de qualquer onda eletromagnética) tinha mais probabilidade de pousar no receptor e ser absorvida – mesmo depois de passar pelos campos magnéticos e o labirinto ou espaço aberto irregular. Em cada caso, eles determinaram uma “sintonia” ideal do emissor de micro-ondas que fez com que a maioria das micro-ondas fosse absorvida (99,999% no labirinto, 99,996% no espaço aberto). Em aplicações do mundo real (como sua sala de estar), o emissor testaria e retestaria as diferentes frequências, amplitudes e fases para transferir fótons para seu receptor.
Existem três aplicações potenciais principais desta tecnologia. A primeira é a transferência de energia sem fio à distância, escreveram os pesquisadores. (Adeus, conecte seu laptop.) Outro é um dispositivo de detecção que pode detectar mudanças sutis em qualquer sala onde os fótons estão espalhados. (Imagine uma câmera de segurança que pode sentir um intruso se movendo através de uma sala.)
O terceiro é um sistema de mensagens que pode transferir informações com segurança para um receptor oculto; os sinais enviados pelo CPA podem usar os números de ajuste em constante mudança como uma espécie de senha para criptografar os dados. Apenas o receptor ou alguém que conhecesse o comportamento exato do receptor de momento a momento poderia decifrar a mensagem.
Esses usos no mundo real ainda estão muito distantes. Mas este experimento mostra que eles são pelo menos possíveis, escreveram os pesquisadores.
Publicado em 21/11/2020 07h53
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