Utilizando um intenso feixe de luz
laser, cientistas alemães conseguiram pela primeira vez na história tornar um
material opaco, transparente. O experimento é considerado revolucionário e
importante para o desenvolvimento dos computadores quânticos, capazes de atingir
velocidades de processamento atualmente impossíveis de serem obtidas.
De acordo com a revista científica Nature, onde o artigo foi publicado, a
técnica utiliza o efeito conhecido por transparência induzida
eletromagneticamente e permite que materiais opacos possam se tornar
transparentes para a luz em determinados comprimentos de onda, como por exemplo,
o raios-X. O efeito é alcançado por meio de complexa interação óptica na região
atômica da eletrosfera, onde os elétrons giram ao redor do núcleo atômico.
O experimento foi demonstrado pelo pesquisador Ralf Röhlsberger, ligado ao
laboratório de luz síncrotron Deutsches Elektronen-Synchrotron, na Alemanha.
Segundo o cientista, esse efeito ocorre no comprimento de onda dos raios-x
quando eles são direcionados para o núcleo atômico do isótopo de ferro 57, que
compreende 2% do ferro que ocorre naturalmente no planeta.
Na prática, a nova forma de controle do estado óptico do núcleo atômico
permitirá aos cientistas a construção de transistores ópticos de altíssimas
velocidades, em que as correntes elétricas necessárias à comutação serão
substituídas pela luz.
“O resultado de alcançar a transparência no núcleo atômico é o resultado do
efeito da transparência induzida eletromagneticamente sobre o núcleo do átomo.
Certamente, até que o primeiro computador com luz quântica se torne realidade
ainda existe um longo caminho a percorrer. Entretanto, com esse efeito fomos
capazes de realizar uma classe completamente nova de experimentos de óptica
quântica de alta sensibilidade”, disse Röhlsberger.
Ferro Transparente
Para tornar o núcleo do ferro transparente
no espectro dos raios-x, Röhlsberger e sua equipe montaram duas lâminas de
ferro-57 (FE-57) dentro de uma cavidade ótica formada por dois espelhos de
platina posicionados paralelamente.
No arranjo, as duas lâminas de FE-57, cada uma com 3 nanômetros de espessura,
são mantidas entre os dois espelhos através de finas camadas de carbono formando
uma espécie de sanduiche de 50 nanômetros de espessura. O carbono é transparente
ao comprimento de onda do raio-X utilizado,
Em seguida, um feixe de raios X extremamente fino é disparado contra o
conjunto em um ângulo muito preciso. Dentro da cavidade ótica os raios-x são
refletidos pelos espelhos de platina. Esse movimento de reflexão cria uma
ressonância ótica.
Se a distância entre as duas camadas de ferro e o comprimento de onda dos
raios-x estiverem em uma proporção determinada, o núcleo do FE-57 se tornará
transparente. Quando as camadas são movimentadas dentro da cavidade óptica o
núcleo atômico do FE-57 se torna novamente opaco. Dessa forma os cientistas
podem controlar o efeito da transparência.
Velocidade da Luz
Além do feito extraordinário, a equipe de
Röhlsberger também demonstrou outro efeito paralelo produzido pela transparência
induzida eletromagneticamente: o controle preciso da velocidade de propagação da
luz.
Utilizando a mesma cavidade ótica, os pesquisadores também conseguiram frear
a propagação de um feixe luminoso, fazendo-o se deslocar a apenas alguns metros
por segundo, contra o tradicional valor de 300 mil quilômetros por segundo.