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Entenda o que é a 'luz proibida'

POR Erik Ely    EM Ciência e Tecnologia      01/06/20 às 09h37

Recentemente, cientistas da Universidade Estadual de Iowa, nos Estados Unidos, afirmaram ter descoberto uma forma única de acessar propriedades da física quântica ao usar ondas de luz em altas frequências para acelerar supercondutores. Esses são materiais que podem conduzir corrente elétrica sem resistência ou perda de energia. De acordo com os pesquisadores, esse é um tipo de luz "que não deveria existir". Ou seja, uma 'luz proibida' que pode abrir as portas para um mundo ainda desconhecido.

O estudo é realizado em associação com o Laboratório Ames do Departamento de Energia dos Estados Unidos. Segundo os pesquisadores, esses são os primeiros experimentos para usar pulsos de luz em frequências de terahertz, ou trilhões de pulsos por segundo, para acelerar elétrons conhecidos como pares de Cooper.

Um tipo de luz que pode abrir portas para um mundo desconhecido

De acordo com o estudo publicado na revista 'Physical Review Letters', depois de rastrear a luz emitida pelos pares de elétrons acelerados, os pesquisadores fizeram uma descoberta revolucionária. Eles encontraram "emissões de luz do segundo harmônico" ou luz com o dobro da frequência de entrada usada par acelerar elétrons. Pelo que se sabe das leis da física tradicional, "essas emissões do segundo harmônico deveriam ser proibidas em supercondutores. Isso vai contra o saber convencional", afirma disse Jigang Wang, principal autor do estudo.

Se a 'luz proibida' se mostrou como algo único, ela também é "uma descoberta fundamental para a matéria quântica" afirmou a equipe. Assim, para encontra-la, foi utilizado uma ferramenta chamada espectroscopia quântica de terahertz. Dessa forma, foi possível visualizar e direcionar o fluxo de elétrons.

Com isso, a equipe utilizou flashes de laser a uma taxa de trilhões de pulsos por segundo. Isso auxiliou a acelerar supercondutores. Portanto, também possibilitou acessar novos estados quânticos da matéria. "A luz proibida nos dá acesso a uma classe exótica de fenômenos quânticos. Isto é, energia e partículas de átomos em pequena escala", explicou Ilias Perakis, professor de física da Universidade do Alabama em Birmingham e um dos coautores do estudo.

E qual a finalidade da 'luz proibida'?

Segundo os pesquisadores, as emissões de 'luz proibida' poderiam ser aplicadas à fabricação de computadores quânticos de alta velocidade. Além disso, com estudos mais detalhados, a 'luz proibida' poderá servir às comunicações e outras tecnologias. "Assim como os transistores Gigahertz de hoje e os roteadores sem fio 5G substituíram as válvulas termiônicas há mais de meio século, os cientistas estão buscando um salto adiante nos princípios de projeto e em novos componentes, a fim de alcançar recursos quânticos de computação e comunicação," disse Perakis.

Como a 'luz proibida' se mostra algo tão surpreendente, ainda não sabemos ao certo do que ela é capaz. "Encontrar maneiras de controlar, acessar e manipular os recursos especiais do mundo quântico e conectá-los a problemas do mundo real é um grande objetivo científico nos dias de hoje", afirmou Perakis. Em seguida, Wang afirmou que o estudo e o desenvolvimento de tecnologias associadas permitirão altas velocidades. Além de também, um baixo consumo de energia em futuras estratégias de computação quântica e eletrônica.

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Erik Ely
EQUIPE FATOS DESCONHECIDOS, BRASIL
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