Physics News Update nº 823

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 823, de 8 de maio de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE
O MAIS CURTO PULSO DE LUZ DA HISTÓRIA. Pesquisadores na Itália criaram o mais curto pulso de luz até agora — um único pulso de luz na faixa do extremo ultravioleta que dura apenas 130 attossegundos (bilionésimos de bilionésimos de segundo). Fazer este pulso brilhar sobre átomos e moléculas, pode revelar novos detalhes de seu funcionamento interno — beneficiando a ciência fundamental, bem como potenciais aplicações industriais, tais como um melhor controle das reações químicas. Trabalhando no Laboratório Nacional para Ciência Óptica Ultra-rápida e Ultra-intensa em Milão (bem como laboratórios em Pádua e Nápoles), os pesquisadores acreditam que suas atuais técnicas irão lhes permitir criar pulsos ainda mais curtos, bem abaixo dos 100 attossegundos. Nas experiências anteriores, foram criados pulsos mais longos, na faixa maior das centenas de attossegundos. O método genérico para esta experiência é a mesma. Um intenso laser infravermelho atinge um jato de gás (usualmente Argônio ou Neônio). Os poderosos campos elétricos do laser chacoalham os elétrons, fazendo-os emitir uma seqüência de pulsos em attossegundos que consistem de fótons de alta energia (ultravioleta extremo, nesta experiência). Criar um único pulso isolado de attossegundo, em lugar de uma seqüência deles, é mais complexo. Para fazê-lo, os pesquisadores empregam sua técnica já desenvolvida para enviar intensos pulsos de laser curtos (5 femtossegundos) sobre um alvo de gás de Argônio. Eles também se valem de técnicas ópticas (inclusive o pente de freqüência que foi o objeto do Prêmio Nobel de Física em 2005) para criar e dar forma a um pulso único de attossegundos. Os resultados serão apresentados nesta semana (documento JthA5) na Conferência sobre Lasers e Eletro-óptica e a Conferência de Ciência de Quanto-eletrônica e Laser (Conference on Lasers and Electro-Optics and the Quantum Electronics e Laser Science Conference — CLEO/QELS). Ver o assunto expandido nesta página
“HIPERLENTES” PROMETEM SUPERAR OS LIMITES DOS MICROSCÓPIOS COMUNS. Um grupo de Princeton, liderado por Evgenii Narimanov vai discutir um novo projeto óptico emergente, conhecido como “hiperlentes de campo distante”. As hiperlentes visam aumentar as capacidades da luz em obter imagens e ampliar objetos submicroscópicos, tais como os componentes de células biológicas. As lentes são feitas com metamateriais, objetos compostos usualmente feitos com arranjos de estruturas, na escala nanométrica, de hastes e anéis. Ela pode projetar uma imagem a uma distância relativamente grande (daí o nome de “campo distante”). O formato cilíndrico das hiperlentes permite a coleta de componentes das ondas de luz que seriam perdidos nas lentes convencionais. Isto ajuda as hiperlentes a capturar detalhes menores do que o comprimento e onda da luz que ilumina a amostra. Além dessa capacidade de captar “imagens abaixo do comprimento de onda”, a geometria cilíndrica das hiperlentes as permite ampliar uma imagem do objeto.
O grupo de Princeton propôs teoricamente as hiperlentes (Jacob, Alekseyev, Narimanov, Optics Express, Vol. 14, nº 18, pp. 8247-8256, Setembro de 2006), e, seis meses após foram demonstradas experimentalmente (ver, por exemplo Science, 315, 1686, 23 de março de 2007). O Laboratório Nader Engheta’s da Universidade da Pennsylvania, também propôs um dispositivo, chamado “lentes de cristal de metamaterial”, essencialmente equivalente às hiperlentes (Physical Review, B 74, 075103, 2006). De acordo com o pesquisador de Princeton, Zubin Jacob, as perspectivas iniciais para as hiperlentes são muito promissoras, para aplicações que vão da captura de imagens de objetos biológicos à fabricação de circuitos na escala nanométrica. (Publicação QTuD3 na CLEO/QUELS)
SUPERLENTES AMPLIADORAS RESOLVEM DETALHES TÃO PEQUENOS COMO 70 NM. Ygor Smolyaninov da Universidade de Maryland apresentou o que seu grupo chama de “superlentes ampliadoras”. Inicialmente inspirada pela idéia de John Pedry de “lentes perfeitas”, e se inspirando nas hiperlentes de Princeton, no concepções de lentes de cristal da Universidade da Pennsilvania, bem como no trabalho anterior em Maryland, as superlentes ampliadoras emprega camadas alternadas de metamateriais com índices de refração negativa e positiva. Nos metamateriais com refração negativa, a luz ou outras radiações eletromagnéticas se inclinam na direção oposta à qual o fariam na matéria comum, o que o faz potencialmente muito útil para focalizar imagens. O novo dispositivo obteve sucesso em ampliar o objeto, enquanto resolvia detalhes pequenos como 70 nanômetros, muito menores do que o comprimento de onda da luz visível. (Publicação JMA4, CLEO/QELS; ver também: Smolyaninov et al., Science, 315, 1699-1701, 23 de março de 2007).
PINÇAS OPTOELETRÔNICAS MEXEM NANO-FIOS. Nos esforços para melhorar o estudo de objetos biológicos e a construção de materiais de nanotecnologia, um grupo de Berkeley inventou “pinças optoeletrônicas”, uma nova maneira de controlar objetos de escala nanométrica. As pinças optoeletrônicas, que usam energia óptica para criar poderosas forças elétricas em locais cuidadosamente designados, diferem das “pinças ópticas”, que usam a energia óptica para criar forças mecânicas que podem mover coisas. De acordo com Aaron Ohta de Berkeley, a abordagem optoeletrônica usa muito menos energia do que as pinças ópticas e a luz não precisa ser focalizada tão cuidadosamente, o que torna sua implementação pelos laboratórios mais fácil.
Nos últimos meses o grupo de Berkeley obteve algum sucesso no uso de seus campos elétricos localmente controados para manipular a posição de pequenas nano-hastes, ou nano-fios (100 nm de diâmetro e 1 a 50 microns de comprimento). Ohta diz que o dispositivo optoeletrônico possivelmente será usado nano-hastes para a construção de circuitos 3-D, ou para o posicionamento de células ou protuberâncias de células de formato oblongo com precisão de mícrons. (Publicação CThGG5; para mais informações, ver: Chiou et al., Nature, 21 de julho de 2005 e esta página
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.

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