terça-feira, abril 10, 2012

Luz faz matéria atravessar paredes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/04/2012
Luz faz matéria atravessar paredes













Os cientistas acoplaram luz com matéria, criando uma quase-partícula híbrida, com características de ambas. [Imagem: Cristofolini et al./Science] 
Tunelamento quântico
Cientistas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, usaram luz para empurrar elétrons através de uma barreira impenetrável pelos padrões da física clássica.
Embora o chamado tunelamento quântico esteja estritamente associado com a natureza de onda das partículas subatômicas, esta é a primeira vez que o fenômeno foi induzido e controlado por luz.
Partículas normalmente não conseguem atravessar paredes. Contudo, se elas forem pequenas o suficiente, passam a assumir uma dupla personalidade, sendo partícula e onda.
E, assumindo-se como ondas, a mecânica quântica dá-lhes a permissão para que elas atravessem barreiras de outra forma intransponíveis: é o chamado tunelamento quântico.
Partículas de matéria com luz
Enquanto, na física clássica, ao se deparar com uma barreira, uma partícula é sempre refletida, na mecânica quântica a função de onda dessa partícula/onda não assume um valor zero instantaneamente, o que significa que ela pode atravessar a barreira, dependendo de sua energia e da espessura da barreira.
Controlar esse processo com luz é outra história, mas uma história que pode ter no final os chamados condensados - o equivalente de supercondutores e superfluidos, também capazes de viajar sem qualquer perda ou "atrito", mas em materiais semicondutores.
Luz faz matéria atravessar paredes
À esquerda, o aparato experimental. À direita, o que acontece em seu interior. [Imagem: Cristofolini et al./Science]
Peter Cristofolini e seus colegas conseguiram o feito juntando matéria com luz - elétrons com fótons - para criar uma espécie de nova partícula, que eles batizaram de dipolaritons.
"Os filhos desse casamento da matéria com a luz são realmente novas partículas indivisíveis, feitas tanto de luz quanto de matéria, que desaparecem através de paredes de semicondutores à vontade," explica o pesquisador.
Ou seja, tornado um só, o par fóton-elétron pode ser controlado como um feixe de luz, mas movimentando matéria através de matéria.
Como, pelo tunelamento controlado por luz, a matéria manipulada pode ser considerada como estando em dois lugares ao mesmo tempo, essas novas partículas eletrônicas poderão ser usadas para transferir informações da física em escala atômica para a física em escala humana - em outras palavras, tornar a mecânica quântica visível a olho nu.
Bibliografia:

Coupling Quantum Tunneling with Cavity Photons Controlling quantum tunnelling with light
Peter Cristofolini, Gabriel Christmann, Simeon I. Tsintzos, George Deligeorgis, George Konstantinidis, Zacharias Hatzopoulos, Pavlos G. Savvidis, Jeremy J. Baumberg
Science
Vol.: Published Online
DOI: 10.1126/science.1219010
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