Descoberta de uma nova forma de luz

Uma equipe de físicos liderada por Vincenzo Giannini, do Imperial College London, no Reino Unido, disse ter encontrado uma forma de luz nunca antes vista, produzida por fótons de ligação (partículas de luz) em elétrons individuais.

 A descoberta, que segundo Giannini terá grande impacto na forma como concebemos a luz, servirá para apontar maneiras mais simples para construção de computadores quânticos no futuro, bem como mostrar que é possível combinar propriedades de fótons e elétrons em uma única partícula "Frankenstein".

Não é incomum que fótons cheguem perto de elétrons – em materiais normais, os fótons interagem com muitos deles, na superfície e dentro da estrutura molecular. No entanto, a ideia dos pesquisadores era descobrir o que aconteceria se os fótons pudessem se ligar com apenas um elétron.

Assim, a partir de uma classe recentemente descoberta de materiais – chamados isoladores topológicos – eles modelaram o comportamento da luz que brilhou em toda a superfície. Então, descobriram que os fótons não só poderiam interagir com um único elétron, mas o resultado também ajudaria a combinar as propriedades de ambos.

Descobertos em 2007, os isoladores topológicos são os únicos materiais que não conduzem corrente elétrica através da maior parte de sua estrutura, mas sim ao longo de sua superfície. Os físicos britânicos modelaram uma única nanopartícula – uma pequena esfera inferior a 0,00001 milímetros de diâmetro – feita a partir de um isolador topológico. Logo, eles conseguiram simular o que aconteceria se um flash de luz irradiado pela nanopartícula colidisse com o único elétron.

O fato de a partícula combinar propriedades de fótons e elétrons, parece mudar a forma como ela se move pela superfície do material, algo que de acordo com os especialistas é especialmente interessante.

 “A luz normalmente viaja em linha reta, mas quando ligada a um único elétron, ela poderia seguir o caminho do elétron ao longo da superfície do material. E, enquanto os elétrons normalmente param quando encontram um condutor ruim, a adição de fótons permitiria a partícula acoplada continuar em movimento”, explicou o jornalista Joseph Dussault, do The Christian Science Monitor.

Logo, ser capaz de controlar o movimento dos fótons poderia ter um grande impacto na corrida mundial de construção de computadores quânticos. Agora, a equipe tem a intenção de mostrar seu modelo teórico e realizar experiências laboratoriais. Para isso, eles recrutaram alguns físicos experimentais especialistas no assunto. Os resultados do estudo foram publicados na revista Nature Communications.

( Science Alert / Foto: Reprodução / Vincenzo Giannini )

Créditos: Jornal Ciência