{"id":9834,"date":"2018-02-21T19:46:17","date_gmt":"2018-02-21T22:46:17","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/hypercubic\/?p=9834"},"modified":"2018-02-21T19:46:17","modified_gmt":"2018-02-21T22:46:17","slug":"nova-luz-sobre-a-luz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/hypercubic\/2018\/02\/nova-luz-sobre-a-luz\/","title":{"rendered":"Nova luz sobre a luz"},"content":{"rendered":"<figure style=\"width: 639px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.sciencedaily.com\/images\/2018\/02\/180215141713_1_900x600.jpg\" data-rel=\"lightbox-image-0\" data-rl_title=\"\" data-rl_caption=\"\" title=\"\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"size-large\" src=\"https:\/\/www.sciencedaily.com\/images\/2018\/02\/180215141713_1_900x600.jpg\" alt=\"Juntar dois feixes luminosos para criar um terceiro parece imposs\u00edvel, mas talvez n\u00e3o seja bem assim. [Imagem: Christine Daniloff\/MIT]\" width=\"639\" height=\"426\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-caption-text\">Juntar dois feixes luminosos para criar um terceiro parece imposs\u00edvel, mas talvez n\u00e3o seja bem assim. [Imagem: Christine Daniloff\/MIT]<\/figcaption><\/figure>\n<h4 align=\"justify\">N\u00e3o \u00e9 novidade que a luz \u00e9 formada por pedacinhos \u2014 os f\u00f3tons \u2014 mas eles n\u00e3o interagem entre si. Se pud\u00e9ssemos junt\u00e1-los ou separ\u00e1-los, poder\u00edamos fazer coisas t\u00e3o futuristas quanto sabres-de-luz ou computadores fot\u00f4nicos. Estamos dando os primeiros passos nesse sentido.<\/h4>\n<p align=\"justify\">A ci\u00eancia avan\u00e7a porque cria no\u00e7\u00f5es de mundo que v\u00e3o ser destru\u00eddas conforme surgem novas evid\u00eancias. At\u00e9 poucos anos atr\u00e1s, os neurocientistas pensavam que os neur\u00f4nios n\u00e3o eram repostos depois de morrer; hoje sabemos que o crescimento neuronal existe, e s\u00f3 n\u00e3o foi percebido antes por ser bem lento. Algo parecido pode estar acontecendo na fot\u00f4nica, o ramo da f\u00edsica que estuda as propriedades da luz.<\/p>\n<p align=\"justify\">Durante s\u00e9culos, os f\u00edsicos se debateram sobre a natureza fundamental da luz: seria ela formada por part\u00edculas min\u00fasculas ou pequeninas ondula\u00e7\u00f5es energ\u00e9ticas? No s\u00e9culo XX, descobrimos o f\u00f3ton. Seria uma grande vit\u00f3ria para o campo particulista, mas o f\u00f3ton n\u00e3o deixou. Essa part\u00edcula luminosa tinha propriedades bastante incomuns: a aus\u00eancia de massa e um comportamento que s\u00f3 seria compat\u00edvel com o modelo ondulat\u00f3rio. Assim, chegamos a um meio-termo: a luz \u00e9 formada por part\u00edculas que se agem feito ondas sob certas circunst\u00e2ncias. Fim da hist\u00f3ria.<\/p>\n<p align=\"justify\">S\u00f3 que n\u00e3o. No fundo, os te\u00f3ricos corpusculares da luz sempre tiveram algum ressentimento. Sem massa, as part\u00edculas de luz n\u00e3o s\u00e3o capazes de interagir entre si. Embora isso explique fen\u00f4menos como a n\u00e3o-interfer\u00eancia entre dois raios luminosos \u2014 nada muda se voc\u00ea cruzar o facho de duas lanternas de cores diferentes, por exemplo \u2014, a falta de interatividade dos f\u00f3tons tamb\u00e9m impede coisas que ainda hoje t\u00eam um qu\u00ea de fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica, como sabres-de-luz e computadores fot\u00f4nicos.<\/p>\n<p align=\"justify\">Para que tais coisas funcionassem, os f\u00f3tons deveriam ser capazes de se juntar e depois se separar da mesma forma que ocorre quando \u00e1tomos se juntam para formar mol\u00e9culas que podem ser quebradas mais tarde. Uma mol\u00e9cula de f\u00f3tons parece violar as leis da f\u00edsica, mas talvez seja poss\u00edvel. Essa \u00e9 a conclus\u00e3o de um estudo publicado na <em>Science <\/em>de 16\/02 por uma equipe de f\u00edsicos liderada pelos professores Vladan Vuleti\u0107 (do MIT) e Mikhail Lukin (de Harvard).<\/p>\n<p align=\"justify\">No <em>paper<\/em>, Vuleti\u0107, Lukin e seus colegas relatam a observa\u00e7\u00e3o de tr\u00eas f\u00f3tons em intera\u00e7\u00e3o, juntando-se para formar uma esp\u00e9cie de mat\u00e9ria fot\u00f4nica. Em experimentos minuciosamente controlados, os cientistas iluminaram uma densa por\u00e9m ultrafria nuvem de \u00e1tomos de rub\u00eddio com um feixe de laser bem fraquinho. Os f\u00f3tons deveriam sair dessa nuvem de rub\u00eddio tal como haviam entrado: isolados, com espa\u00e7amentos aleat\u00f3rios entre si. S\u00f3 que os f\u00f3tons tiveram um comportamento surpreendente e sa\u00edram da nuvem ligados em pares ou trios, o que indica a ocorr\u00eancia de uma intera\u00e7\u00e3o entre eles\u00a0\u2014 uma intera\u00e7\u00e3o atrativa.<\/p>\n<p align=\"justify\">Ao analisar essas moleculazinhas de f\u00f3tons, os pesquisadores tiveram outras surpresas: em vez de n\u00e3o ter massa, os f\u00f3tons interligados tinham uma fra\u00e7\u00e3o bem pequena da j\u00e1 min\u00fascula massa do el\u00e9tron. Relativamente pesadonas, essas mol\u00e9culas luminosas tamb\u00e9m foram bem mais lerdas, viajando com velocidades 100 000 vezes menores do que as dos f\u00f3tons normais e antissociais.<\/p>\n<p align=\"justify\">Para entender como isso aconteceu, vamos dar um <em>zoom<\/em> no experimento. Quando dissemos que a nuvem de \u00e1tomos de rub\u00eddio foi ultra-resfriada, n\u00e3o foi exagero. Os \u00e1tomos foram refrigerados at\u00e9 um milion\u00e9simo de grau acima do zero absoluto. Na pr\u00e1tica, \u00e9 como se tivessem sido congelados. Lembra que essa nuvem de \u00e1tomos congelados foi atravessada por um feixe fraco de raio laser? Ent\u00e3o, a intensidade desse laser era fraqu\u00edssima na verdade, permitindo que apenas um punhado de f\u00f3tons atravessasse a nuvem at\u00f4mica congelada.<\/p>\n<p align=\"justify\">Agora, imagine um \u00fanico f\u00f3ton passando por essa nuvem de \u00e1tomos congelados. Movendo-se em linha reta, o f\u00f3ton \u00e9 capaz de entrar em contato com alguns desses \u00e1tomos por min\u00fasculas fra\u00e7\u00f5es do tempo, formando um h\u00edbrido conhecido como pol\u00e1ritron. Isso, claro, freia um pouco o f\u00f3ton mas ainda n\u00e3o \u00e9 capaz de criar uma intera\u00e7\u00e3o fot\u00f4nica. Evidentemente, isso s\u00f3 acontece com a passagem de outro f\u00f3ton. Dois pol\u00e1ritrons podem se formar um ao lado do outro, levando seus f\u00f3tons a se tocar. Saltitando entre os \u00e1tomos de forma emparelhada, os dois f\u00f3tons chegam ao fim da nuvem. A\u00ed, os f\u00f3tons se desligam dos \u00e1tomos mas n\u00e3o se largam mais. Meio que por in\u00e9rcia, eles continuam juntos, formando pares ou trios.<\/p>\n<p align=\"justify\">Numa analogia puramente qu\u00edmica, \u00e9 como se os \u00e1tomos congelados de rub\u00eddio servissem como catalisador. Resfriado, o rub\u00eddio cria condi\u00e7\u00f5es que facilitam a liga\u00e7\u00e3o dos f\u00f3tons. Uma vez obtidas essas liga\u00e7\u00f5es, o rub\u00eddio pode ser descartado, restando apenas as moleculazinhas de f\u00f3tons.<\/p>\n<p align=\"justify\">Embora esse processo ocorra em milion\u00e9simos de segundos e sob condi\u00e7\u00f5es bastante extremas, a pesquisa de Vuleti\u0107\u00a0<em>et. al.<\/em> encontrou uma nova maneira de manipular f\u00f3tons. Esses pares ou trios de f\u00f3tons podem ser vistos como fortemente emaranhados \u2014 e o emaranhamento de part\u00edculas \u00e9 fundamental para processos de computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica. J\u00e1 usamos f\u00f3tons comuns dentro de fibras \u00f3pticas para transmitir informa\u00e7\u00e3o em grandes volumes e alta velocidade. Se pudermos manipular esses f\u00f3tons dentro de processadores, os avan\u00e7os na velocidade e capacidade de processamento seriam imensos.<\/p>\n<p align=\"justify\">E quanto aos sabres-de-luz? Esse tipo de aplica\u00e7\u00e3o exigiria estruturas fot\u00f4nicas bem mais complexas do que pares ou trios de f\u00f3tons. Se elas s\u00e3o ou n\u00e3o poss\u00edveis de fazer \u2014 ainda mais num aparelho t\u00e3o port\u00e1til quanto uma espada \u2014 \u00e9 outra hist\u00f3ria. Uma hist\u00f3ria que talvez tenha potencial para o futuro.<\/p>\n<p align=\"justify\">\n<h4 align=\"justify\">Refer\u00eancia<\/h4>\n<p style=\"padding-left: 30px\" align=\"justify\"><a href=\"http:\/\/scienceblogs.com.br\/hypercubic\/files\/2012\/07\/rb2_large_gray25.png\" data-rel=\"lightbox-image-1\" data-rl_title=\"\" data-rl_caption=\"\" title=\"\"><img decoding=\"async\" class=\"alignleft size-full wp-image-3123\" src=\"http:\/\/scienceblogs.com.br\/hypercubic\/files\/2012\/07\/rb2_large_gray25.png\" alt=\"rb2_large_gray25\" width=\"70\" height=\"85\" \/><\/a>Qi-Yu Liang, Aditya V. Venkatramani, Sergio H. Cantu, Travis L. Nicholson, Michael J. Gullans, Alexey V. Gorshkov, Jeff D. Thompson, Cheng Chin, Mikhail D. Lukin, Vladan Vuleti\u0107. <strong>Observation of three-photon bound states in a quantum nonlinear medium<\/strong> [<em><strong>Observa\u00e7\u00e3o de estados de tr\u00eas f\u00f3tons ligados em um meio qu\u00e2ntico n\u00e3o-linear<\/strong><\/em>]. <em>Science<\/em>, 359, 783\u2013786 (2018)\u00a0 <a href=\"http:\/\/dx.doi.org\/10.1126\/science.aao7293\">DOI:10.1 126\/science.aao7293<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>N\u00e3o \u00e9 novidade que a luz \u00e9 formada por pedacinhos \u2014 os f\u00f3tons \u2014 mas eles n\u00e3o interagem entre si. Se pud\u00e9ssemos junt\u00e1-los ou separ\u00e1-los, poder\u00edamos fazer coisas t\u00e3o futuristas quanto sabres-de-luz ou computadores fot\u00f4nicos. Estamos dando os primeiros passos nesse sentido. 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