Physics News Update nº 859

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 859, de 25 de março de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
LUZ CURTA.
O fóton singelo mais curto do mundo foi produzido pelos físicos da Universidade de Oxford. A luz pode ser vista como uma série de ondas ou, na visão dual prescrita pela ciência quântica, como uma coleção de quanta, pacotes de energia com o comportamento de partículas, chamadas de fótons. Em um lugar qualquer ao longo de um feixe de luz, podem existir vários fótons, ou, em casos especiais, apenas um.
Criar fótons singelos não é fácil. É possível criar fótons aos pares, enviando luz laser através de cristais especiais. Mesmo um feixe de laser monocromático vai consistir de vários fótons; porém, ocasionalmente, um desses fótons vai ser “convertido para baixo”, ou seja, vai se dividir em dois fótons, cada um com metade da energia do fóton original. Quando um par é criado, a detecção de um desses fótons com metade da energia denuncia a existência de seu gêmeo. Além disto, estes fótons estão emaranhados, o que significa que as propriedades de um estão inexoravelmente ligadas às de seu parceiro, e a detecção de um deles pode arruinar o estado quântico do outro. Por meio da minimização dessas correlações quânticas, os pesquisadores obtiveram fótons “denunciados” com uma qualidade excepcionalmente alta e curta duração.
Na experiência de Oxford, os pares de fótons criados tinham um comprimento de onda central de cerca de 830 nm, na fronteira entre a luz visível e o infravermelho próximo. Cada um desses fótons tinha (em unidades de tempo) cerca de 65 femtossegundos (65 x 10-15 seg) de duração. Em unidades de espaço, eles tinham cerca de 20 microns de comprimento. O fóton mais curto até então produzido, tinha cerca de 1 picossegundo (10-12 seg) de duração. Pulsos de luz com extensões até menores, de apenas centenas de attosegundos, já foram criados, porém consistiam de vários fótons.
Um dos pesquisadores de Oxford, Peter Mosley, diz que esta nova experiência representa a primeira vez que se produz fótons “de livro-texto” – pacotes de ondas idênticos e localizados, contendo um único nível quântico de energia – em laboratório. (Mosley et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
OCULTAMENTO ATÔMICO.
Um novo estudo mostra como uma região do espaço pode ser tornada invisível para ondas de matéria. Nos últimos anos, a possibilidade de ocultamento óptico se tornou um assunto “quente” (e.g., Science, 8/9/2006). Até a ocultação com ondas de som foi proposta (PNU n° 853, matéria 2).
Agora, os físicos do grupo do Professor Xiang Zhang na Universidade da Califórnia em Berkeley, estão tentando estender a idéia de ocultamento a ondas atômicas (átomos resfriados, cujas propriedades ondulatórias quânticas são mais importantes do que suas propriedades como partículas) que se movem através de um “meio”.
O “meio” em questão aqui é uma rede óptica concêntrica, gerada por ondas eletromagnéticas permanentes com fases e amplitudes espacialmente controladas. O ocultamento de um objeto banhado em luz funciona pela modulação da massa efetiva e do potencial das ondas de átomos que atravessam a casca que envolve o objeto. A casca é análoga aos metamateriais (materiais construídos que consistem, freqüentemente, de arranjos de pequenas estruturas de metal na forma de hastes e objetos em forma de anéis), usados no caso óptico.
Um dos pesquisadores de Berkeley, Shuang Zhang, diz que o equivalente a um índice de refração na onda atômica seria a modulação da massa atômica efetiva no interior da rede óptica (ver figura em www.aip.org/png).
Zhang diz que, além do ocultamento, a criação de um metamaterial a partir de ondas atômicas pode também auxiliar a focalização de ondas atômicas em pequenas áreas (super-lentes) ou para direcionar feixes de partículas como se desejar. (Zhang et al., Physical Review Letters, 28 de março de 2008)
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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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