Nova técnica deixa materiais físicos completamente invisíveis

Pesquisadores da Universidade de Rostock, na Alemanha, em parceria com cientistas da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria, desenvolveram um novo método que pode tornar materiais transparentes ou completamente invisíveis sob determinadas condições.

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Segundo os cientistas, a técnica é revolucionária e permite projetar elementos artificiais capazes de transportar sinais de luz sem distorções, usando fluxos de energia controlados com extrema precisão, desde que sejam ajustados conforme as propriedades de cada material.

“Tudo se resume a manipular adequadamente a luz. O que é ainda mais surpreendente é que os avanços neste campo podem melhorar sensores, equipamentos de telecomunicação, sistemas de criptografia e uma grande variedade de outras tecnologias”, explica o professor de física Alexander Szameit, coautor do estudo.

Transparente ou invisível

Quando a luz se espalha em um meio não homogêneo, ela sofre dispersão. Esse efeito rapidamente transforma um feixe compacto e direcionado em um brilho totalmente difuso, algo muito parecido com o que ocorre com as nuvens em um dia de verão, ou nos nevoeiros comuns no outono.

Segundo os pesquisadores, o feixe de saída pode desenvolver mudanças de alta intensidade e divergir significativamente de sua forma inicial devido à difração, espalhamento e absorção da luz. Essa característica é responsável pela transparência induzida que aproveita as propriedades ópticas do material para determinar se ele se tornará transparente ou invisível.

“Esta abordagem abre possibilidades inteiramente novas em relação a um feixe de luz, tornando possível amplificar ou amortecer seletivamente partes específicas de nível microscópico para neutralizar qualquer tipo de degradação. Com isso, podemos determinar a amplitude da transparência de um objeto”, acrescenta a doutoranda em físcia Andrea Steinfurth, autora principal do estudo.

Fotônica não-hermitiana

O princípio conhecido como não-hermiticidade descreve o fluxo de energia, ou mais precisamente, a amplificação e atenuação da luz. Esse efeito é um aspecto fundamental da óptica moderna, uma vez que existe todo um campo de pesquisa dedicado a aproveitar esse tipo de interação no desenvolvimento de novas funcionalidades.

Com esse novo método, os pesquisadores conseguiram gerar e monitorar todas as interações não-hermitianas dos sinais de luz em materiais ativos recém-projetados, utilizados, principalmente, em redes de fibras ópticas contendo quilômetros de comprimento.

“Essas descobertas representam um avanço na pesquisa sobre a fotônica não-hermitiana e fornecem novas abordagens para o ajuste fino de sistemas ópticos sensíveis, como sensores médicos. Outras aplicações potenciais incluem criptografia óptica e transmissão segura de dados, bem como a síntese de materiais artificiais versáteis com propriedades personalizadas”, encerra o professor Szameit.