Cientistas aprisionam arco-íris no interior de um metamaterial

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/06/2008

Alçapão de arco-íris, um metamaterial que pára a luz depois de decompô-la em suas cores constituintes.
[Imagem: Tsakmakidis and Hess]

Na tentativa de criar tecnologias totalmente novas para a computação, entre elas os computadores ópticos ou fotônicos, os cientistas já conseguiram frear a luz e estão até tentando congelá-la.

Manipulando a luz

A razão para isso é que, se eles conseguirem armazenar a luz no interior de materiais sólidos, será possível manipular os fótons conforme a necessidade, usando-os para fazer cálculos ou para acelerar enormemente as redes de comunicação.

Na verdade, um único passo nesse sentido já seria de um valor inestimável: a eliminação da necessidade de conversão dos sinais eletrônicos em sinais ópticos. Isto é necessário tanto para interligação direta dos computadores com as redes de comunicação de fibras ópticas, quanto dentro das próprias redes, para o roteamento e a amplificação dos sinais transmitidos a longas distâncias.

Buffer de fótons

Agora, dois pesquisadores da Universidade de Surrey, no Reino Unido, propuseram uma nova forma de criação de um buffer de informações ópticas que não exige aparatos criogênicos e que funciona em materiais sólidos, mais especificamente em um metamaterial, um material sintético cuja estrutura é projetada para fins específicos.

A proposta emprega o mesmo metamaterial utilizado nas experiências de invisibilidade, possuindo um índice de refração negativo. Com ele os cientistas afirmam ser possível parar totalmente a luz, manipulando-a conforme a necessidade.

Alçapão de arco-íris

O metamaterial é composto por três camadas. As duas camadas externas são materiais dielétricos, ensanduichando a camada de metamaterial utilizado nas experiências de invisibilidade, que vai se estreitando de uma extremidade a outra.

Como a direção das ondas de luz no metamaterial é oposta à direção que elas seguem nas camadas dielétricas, seu movimento é fortemente retardado, até parar na extremidade onde ela é mais estreita. O maior comprimento de onda (luz vermelha) pára na porção mais fina da camada intermediária e o menor comprimento de onda (luz azul) pára em sua porção mais grossa.

Desta forma, a luz original, monocromática, é decomposta em suas cores constituintes, formando um arco-íris que fica aprisionado no interior do metamaterial. Segundo os cálculos dos pesquisadores seu dispositivo de prender arco-íris deverá funcionar em uma ampla faixa de freqüências.

"Atualmente, vários grupos ao redor do mundo estão trabalhando para criar um protótipo. Esse esforço poderá levar a uma nova geração de dispositivos optoeletrônicos para processamento de informações e redes de comunicação," afirmam eles.

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