Criado sensor para visualizar o magnetismo da luz

Quando um sensor detecta a luz - seja nosso olho ou um sensor eletrônico - o que está sendo detectado é o campo elétrico da luz. Mas a luz é uma onda eletromagnética, composta de campos magnéticos e elétricos, um nunca ocorrendo sem o outro.

Até agora, contudo, não havia uma forma de captar esse campo magnético. Até que uma equipe de pesquisadores holandeses, coordenada pelo Dr. Matteo Burresi, inventasse uma. A descoberta foi publicada no último exemplar da revista Science.

Sensor fotoelétrico

Nós vemos a luz quando a radiação eletromagnética de determinado comprimento de onda atinge as células fotossensíveis de nossa retina. A tecnologia, por sua vez, permitiu que o homem construísse sensores de luz de diversos tipos, capazes de captar diversos comprimentos de onda, muito além das capacidades do olho humano.

O mais famoso desses sensores é o CCD, que equipa as atuais máquinas digitais e que foi premiado com o Prêmio Nobel de Física de 2009.

Sensor de campo magnético

Os que os pesquisadores holandeses fizeram agora foi inventar um sensor capaz de captar o campo magnético da luz de diversas frequências.

Os pesquisadores construíram o sensor do campo magnético da luz a partir de um ressonador em formato de anel, construído com um metamaterial. O ressonador foi conectado a uma sonda de rastreamento, ligada a um sistema de registro e a um programa capaz de registrar os dados coletados.

O novo dispositivo pode ser utilizado para criar visualizações da distribuição do campo elétrico e do campo magnético de diferentes frequências da luz, tudo com uma resolução menor do que a do comprimento de onda da luz que está sendo observada.

Novos metamateriais

A descoberta deverá ajudar os pesquisadores a construírem novos metamateriais, estruturas artificiais que possuem propriedades ópticas não encontradas na natureza, como um índice de refração negativo.

Foram os metamateriais que inauguraram as pesquisas de invisibilidade e que estão na base de vários mecanismos inéditos de manipulação da luz - veja, por exemplo, Metamaterial dirige a luz por caminhos complexos (reprodução abaixo).


Fonte: inovação tecnológica

Metamaterial dirige a luz por caminhos complexos
Guiando a luz

Em 2006, cientistas japoneses desenvolveram um cristal que permite fazer com que um feixe de luz faça curvas suaves, em vez das reflexões em ângulos precisos que se consegue com os espelhos.

Agora, cientistas da Universidade de Boston, nos Estados Unidos, adotaram uma abordagem diferente. Usando metamateriais, materiais de geometrias complexas produzidos artificialmente, eles criaram um dispositivo que permite que a luz viaje por um caminho de qualquer complexidade, fazendo inúmeras curvas.

As curvas que a luz faz no cristal japonês podem ser alteradas com a aplicação de uma tensão externa. Já o metamaterial criado pela equipe do professor Willie Padilla traça uma rota predefinida, com qualquer número de curvas. Segundo os pesquisadores, o novo metamaterial pode fazer com que um mesmo feixe de luz seja guiado para caminhos tão complexos quanto a fronteira de um país.

Nova técnica de mapeamento espacial

A descoberta utiliza os mesmos princípios dos experimentos de invisibilidade, indo um pouco além na medida que o feixe de luz pode contornar tanto objetos quanto espaços vazios.

Os pesquisadores desenvolveram um conjunto preciso de instruções que cria uma nova técnica de mapeamento do espaço, usando rotas descritas matematicamente em uma rede de múltiplas coordenadas.

Isso permite uma grande precisão e eficiência para guiar a luz ao longo de rotas complexas, que vão de uma simples curva de 90 graus até o perfil absolutamente irregular de uma região costeira.

Aplicações futuras

"Nosso método combina os novos efeitos da óptica transformacional com a comodidade da fabricação dos dispositivos usando materiais isolantes," explica Padilla. "Nós demonstramos que nossas estruturas são capazes de guiar a luz em praticamente qualquer formato arbitrário em uma faixa de frequências sem precedentes."

Construídos a partir de materiais compósitos, os metamateriais vêm apresentando efeitos impensáveis há poucos anos, como um índice negativo de refração, com inúmeras possibilidades de aplicações tecnológicas futuras.






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