Descoberta luz que dá cambalhotas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/07/2020

Assim que atinge o metal, as ondas de luz saem dando cambalhotas, girando sobre o próprio eixo.
[Imagem: Lauren A. McCarthy et al. - 10.1073/pnas.2004169117]

Luz que dá piruetas

Se a luz torcida foi suficiente para criar aplicações como pinças ópticas e raios tratores, pode estar certo de que há muito mais para vir por aí.

Pesquisadores da Universidade Rice, nos EUA, descobriram um novo tipo de interação da luz polarizada com a matéria no qual a luz literalmente vira cambalhotas à medida que se propaga a partir de uma fonte.

A polarização da luz usada por Lauren McCarthy e seus colegas é diferente da polarização linear, explorada nos óculos de sol, e da luz polarizada circularmente, semelhante a um saca-rolhas e usada no dicroísmo circular para estudar a conformação de proteínas e outras moléculas pequenas.

Em vez de assumir uma forma helicoidal, o campo de luz permanece plano ao girar no sentido horário ou anti-horário, como se fosse alguém dando cambalhotas seguidas. A equipe chama o mecanismo de "dicroísmo trocoidal".

Interação da luz com a matéria

O fenômeno foi observado entre duas barras metálicas microscópicas postas muito próximas entre si, e envolve ondas geradas quando a luz incide sobre o metal - essas ondas são formadas por quasipartículas conhecidas como plásmons de superfície.

"Agora sabemos como as polarizações trocoidais se relacionam com as interações luz-matéria conhecidas," disse Lauren. "Existe uma diferença entre entender a luz e suas propriedades físicas e entender a influência da luz sobre a matéria. A interação diferencial com a matéria, baseada na geometria do material, é a nova peça aqui".

Além do conhecimento básico sobre esse novo tipo de interação da luz com a matéria, a equipe já conseguiu pensar em pelo menos uma aplicação prática da luz que dá piruetas.

As moléculas interagem com a luz através de seus dipolos elétricos e magnéticos. Moléculas com dipolos elétricos e magnéticos perpendiculares entre si, assim como com nanopartículas a 90 graus, possuem um movimento de carga que gira no plano quando são energizadas. O dicroísmo trocoidal pode ser usado para determinar a direção dessa rotação, o que revelaria a orientação molecular em estudos de biologia e química.

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