Physics News Update nº 830

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 830, de 27 de junho de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE
GRAVAÇÃO MAGNÉTICA TOTALMENTE ÓPTICA foi demonstrada por cientistas da Universidade Radboud em Nijmegen, na Holanda. Em lugar de usar o costumário cabeçote de leitura para mudar a orientação de uma pequena região, eles usam os campos presentes em um pequeno pulso de luz circularmente polarizada. Por que usar luz no lugar de um magneto? Porque o magneto é relativamente lento e porque o campo magnético no pulso de luz é intrinsecamente forte – até 5 Tesla. Os pulsos incidem perpendicularmente no meio de armazenagem e a helicidade do pulso de luz (o que quer dizer, se a polarização do pulso gira na direção destrógira ou levógira com relação ao eixo longitudinal do pulso) estabelece se a orientação da região será para cima ou para baixo, ou, em termos digitais, um 1 ou um 0. A orientação da região (ou seja, a gravação de um bit) é obtida parcialmente pelo magnetismo da luz e parcialmente pelo aquecimento localizado causado pelo pulso, o que aumenta a suscetibilidade magnética da região. O bit pode ser revertido com a luz com polarização oposta. O pulso de luz é tão cuidadosamente focalizado que ele atinge uma região de cada vez (ver figura aqui).
A velocidde de gravação é estabelecida pela duração do pulso de laser, 40 fseg, o que derruba certas sugestões, feitas a não muitos anos, de que a velocidade de gravação em meio óptico não poderia diminuir além de um picossegundo.
Realmente, o tamanho da região é de 5 microns, o que é relativamente grande. Entretanto, um dos pesquisadores, Daniel Stanciu, diz que espera que a região de gravação possa ser diminuída até cerca de 100 nm. Ele acredita que a abordagem totalmente óptica vai se tornar, eventualmente, a maneira de conseguir a gravação mais rápida em um meio magnético. (Stanciu et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
UM NANO-LASER À TEMPERATURA AMBIENTE ALTAMENTE EFICIENTE foi demonstrado por cientistas da Universidade Nacional de Yokohama, no Japão. Feito de um material semicondutor conhecido com Fosfato-Arseniato de Gálio-Irídio (GaInAsP), o dispositivo geral tem uma largura de vários mícrons (milionésimos de metro), enquanto que a parte do dispositivo que realmente gera a luz, tem dimensões na escala dos nanômetros, em todas as direções. O nano-laser produz estáveis e contínuas correntes de luz quase infravermelha e usa apenas um microWatt de potência, uma das menores energias de funcionamento jamais obtidas. O projeto deve ser útil para futuros circuitos miniaturizados que contenham dispositivos ópticos. O pequeno tamanho do laser e sua eficiência se tornaram possíveis mediante o emprego de um projeto, inicialmente demonstrado no Instituto de Tecnologia da Califórnia em 1999, conhecido como laser cristal-fotônico. Neste projeto, os pesquisadores perfuram um padrão repetido de orifícios através do material laser. Esse padrão é conhecido com “cristal fotônico”. Os pesquisadores deliberadamente inseriram uma irregularidade, ou “defeito” no padrão do cristal, mudando, por exemplo, ligeiramente a posição de dois orifícios.
Juntos, o padrão de cristal fotônico e o defeito impedem ondas de luz da maior parte das cores (freqüências) de existirem na estrutura, exceto em uma pequena faixa de freqüências que podem existir na região próxima ao defeito.
Funcionando a temperatura ambiente e de uma forma onde uma luz laser bem-definida é emitida estavel e continuamente, o novo nano-laser de Yokohama se distingue dos projetos anteriores.
De acordo com o pesquisador de Yokohama, Toshiro Baba, o novo nano-laser pode funcionar de duas maneiras, dependendo do valor “Q” é escolhido. “Q” se refere a um fator de qualidade, a capacidade de um sistema oscilatório de continuar, antes de se esgotar a energia.
Nano-lasers que funcionem em um modo-Q alto (20.000), serão úteis para dispositivos ópticos em pequenos chips (circuitos ópticos integrados). Em uma configuração moderada de Q (1500), o nano-laser exige uma quantidade extremamente pequena de energia externa para levar o dispositivo ao limite de produção de luz laser. Neste funcionamento próximo ao pico, a mesma tecnologia permitirá a emissão de níveis de luz muito baixos, até mesmo fótons singelos. (Nozaki et al., Optics Express, edição de 11 de junho de 2007; texto completo disponível aqui ; figura e texto adicional aqui)
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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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