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Conheça o amplificador de grafeno que pode desbloquear uma frequência eletromagnética oculta

POR Erik Ely EM Ciência e Tecnologia 11/02/20 às 15h06

capa do post Conheça o amplificador de grafeno que pode desbloquear uma frequência eletromagnética oculta

Pesquisadores criaram um dispositivo único, que pode desbloquear uma frequência eletromagnética oculta. Dessa forma, esse o amplificador de grafeno permite emitir ondas em comprimentos de Terahertz, entre 0,3 e e 3 trilhões de hertz, também conhecidos como raios-T.

Os novos comprimentos da onda podem possibilitar a criação de tecnologias revolucionárias. Com isso, a exploração da tecnologia pode beneficiar as áreas médicas, de comunicações, de satélites, cosmológicas e outras. Além disso, uma outra aplicação importante seria como uma alternativa segura e não destrutivas aos raios-X.

Novas tecnologias revolucionárias poderão surgir

Podemos definir as ondas Terahertz (THz) como as que ficam entre as microondas e o infravermelho no espectro da frequência da luz. Mas devido à sua baixa energia, os cientistas ainda não são capazes de aproveitar todo seu potencial. No entanto, até agora, os comprimentos de onda, que variam entre 3 mm e 30 ?m, se mostraram impossível de usar. Isso porque devido a sinais relativamente fracos de todas as fontes existentes, ele se torno ineficiente. Com isso, esse dilema é conhecido em círculos científicos como o "hiato de terahertz".

Pensando nisso, recentemente, a equipe do Departamento de Física de Loughborough, no Reino Unido, criou um novo tipo de transistor óptico usando grafeno e um semicondutor de alta temperatura. Dessa forma esse amplificador THz funcional poderá desbloquear essa frequência eletromagnética oculta. Contudo, a física por trás do amplificador simples depende das propriedades do grafeno: transparente, não é sensível à luz e cujos elétrons não têm massa. Por isso, o equipamento possui duas camadas de grafeno e um supercondutor que prende os elétrons sem massa de grafeno entre eles, como se fosse um sanduíche.

Depois de montado, o dispositivo é então conectado a uma fonte de energia. Em seguida, quando a radiação THz atinge a camada externa de grafeno, as partículas retidas no interior se ligam às ondas de saída, amplificando-as.

Esse dispositivo estará disponível em pouco tempo

Depois de ligado, o professor Fedor Kusmrtsev, explicou o funcionamento do dispositivo. "Quando a luz THz cai no 'sanduíche', ela é refletida como uma espécie de espelho", explicou o professor. Depois disso, os fótons THz são transformados, pelo grafeno, em elétrons sem massa, que, por sua vez, são transformados novamente, em fótons THz refletidos e energizados. "Por conta dessa transformação, os fótons THz absorvem energia do grafeno, ou de uma bateria, por exemplo, e os fracos sinais THz são amplificados", completou o físico.

Mesmo com os resultados publicados na Physical Review Letter, a equipe continua desenvolvendo o dispositivo. De acordo com o grupo de pesquisadores, eles esperam ter protótipos prontos para testes em breve. Além disso, Kusmartsev disse que já espera ter um amplificador pronto para comercialização em cerca de um ano.

Esse dispositivo que os cientistas estão desenvolvendo permitirá que outros pesquisadores e engenheiros aproveitem essa faixa ilusória e criem a próxima geração de equipamentos médicos, tudo sem fio. "O universo está cheio de radiação Terahertz. De fato, todos os organismos biológicos o absorvem e o emitem. Contudo, a faixa Terahertz é a última frequência de radiação a ser adotada pela humanidade. Espero que, com esse amplificador disponível, possamos descobrir muitos mistérios da natureza. Por exemplo, como reações químicas e processos biológicos funcionam. Ou ainda, como nosso cérebro opera e como pensamos. Microondas, infravermelho, visível, raios-X e outras larguras de banda são vitais para inúmeras pesquisas científicas. Além de claro, novos avanços tecnológicos", acredita o professor de física de Loughborough.


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Erik Ely
EQUIPE FATOS DESCONHECIDOS, BRASIL
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