Lasers são desviados usando apenas ar pela primeira vez

O que você precisa saber:

Cientistas agora são capazes de desviar feixes de luz laser usando um sistema de grade invisível feito apenas de ar. 

A equipe responsável pelo estudo que levou à descoberta – descrita em um artigo publicado esta semana na revista Nature Photonics – já solicitou uma patente sobre essa nova tecnologia. 

A ideia consiste em usar um alto-falante especial para criar um padrão de ar em diferentes densidades. Embora a qualidade permaneça a mesma, a configuração tem apenas 50% de eficiência, mas a equipe acredita que pode avançar ainda mais no futuro.

Geramos uma grade óptica com a ajuda de ondas de densidade acústica.

Yannick Schrödel, principal autor da pesquisa, estudante de doutorado do Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), um instituto de física alemão ligado à Associação Helmholtz de Centros de Pesquisa, em um comunicado.

O trabalho liderado por Schrödel usou uma onda sonora de 140 decibéis (como ficar perto de um motor a jato), mas na faixa de ultrassom, o que significa que não pode ser ouvida pelo ouvido humano. As ondas criam camadas com diferentes densidades. 

Potência usada nos lasers poderia disparar mais de 15 máquinas “DeLoreans”

A equipe se inspirou em como a luz é dobrada pela atmosfera da Terra ao passar por camadas de diferentes densidades.

“No entanto, desviar a luz por grade de difração permite um controle muito mais preciso da luz laser em comparação com a deflexão na atmosfera da Terra”, explica Schrödel. “As propriedades da grade óptica são influenciadas pela frequência e intensidade – ou seja, o volume – das ondas sonoras”.

No experimento, os pesquisadores empregaram um pulso de laser infravermelho com potência de pico de 20 gigawatts. Isso equivale a cerca de 2 bilhões de LEDs, ou a energia necessária para enviar 16,5 DeLoreans “de volta para o futuro”. 

“Nesta faixa de potência, as propriedades materiais de espelhos, lentes e prismas limitam significativamente seu uso, e esses elementos ópticos são facilmente danificados por fortes feixes de laser na prática”, acrescentou o orientador do projeto, Christoph Heyl, também do DESY. “Além disso, a qualidade do feixe de laser decai. Em contraste, conseguimos desviar os feixes de laser de uma forma que preserva a qualidade sem contato”.

Embora a equipe tenha optado por criar um sistema de grade, os pesquisadores acreditam que outras estruturas ópticas poderiam ser feitas de ar, como lentes e guias de onda. E que até seria possível usar diferentes gases para interagir com tipos de lasers diversos.

“O potencial do controle sem contato da luz e sua extensão para outras aplicações atualmente só pode ser imaginado”, disse Heyl. “A óptica moderna baseia-se quase exclusivamente na interação da luz com a matéria sólida. Nossa abordagem abre uma direção completamente nova”.