Luz ultravioleta mais precisa do que laser

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/08/2002

A nanotecnologia é um dos ramos mais promissores da ciência atualmente. Aos poucos os cientistas avançam nesse campo, construindo dispositivos experimentais que medem poucos bilionésimos de um metro.

Para se mensurar o desafio que a nanotecnologia representa, basta dizer que, muitas vezes, os cientistas não conseguem ver o que estão criando ou pesquisando, simplesmente porque seus artefatos são menores do que o comprimento de onda da luz que os ilumina. Ou seja, eles simplesmente não são iluminados e, portanto, não podem ser vistos.

Embora microscópios eletrônicos podem ser utilizados para visualização destas estruturas extremamente pequenas, muitas medidas críticas requerem microscópios óticos, os quais estão limitados justamente pelo comprimento de onda de suas fontes de luz.

Isto mostra a importância da criação feita pelos pesquisadores Margaret Murnane e Henry Kapteyn da Universidade do Colorado (Estados Unidos). Eles construíram um dispositivo capaz de emitir feixes de luz ultravioleta (EUV - "Extreme Ultraviolet") altamente focalizado, assemelhando-se a um laser. A luz poderá ser utilizada para medir e até manipular objetos na escala de nanômetros.

A fonte EUV criada, que tem comprimento de onda de apenas algumas dezenas de nanômetros, pode gerar pulsos mais curtos do que qualquer outro sistema já existente. Essa capacidade é essencial para se efetuar medições de interações muito rápidas entre as partículas.

Outra vantagem é o foco preciso, muito mais eficiente do que o até agora alcançado com fontes ultravioleta. Ele pode produzir um feixe com diâmetro 20 a 30 vezes menor do que o gerado por um laser de hélio/neon e várias centenas de vezes mais intenso. Apenas como comparação, um feixe de laser comum, com um centímetro de diâmetro, emitido da Terra, atingirá a Lua com cerca de um quilômetro de diâmetro. O feixe de mesma dimensão do raio EUV agora descoberto, chegará à Lua com cerca de 30 metros de diâmetro.

A luz ultravioleta foi produzida através de um processo chamado HHG ("High Harmonic Generation"). Um laser de luz visível é projetado sobre um gás, gerando um forte campo eletromagnético. O campo ioniza o gás, separando elétrons de seus átomos. Os elétrons livre colidem com os átomos, oscilando num vai-vem contínuo ao longo do campo eletromagnético. Como resultado, um feixe extremamente sincronizado de fótons deixam o sistema, acelerados num comprimento de onda equivalente ao ultravioleta. O produto final é basicamente um laser de vários megawatts, com a única diferença de que ele não é criado através de emissão direta de radiação.