É internacional. Os cientistas do Grupo de Pesquisa em Aplicações de Laser e Fotônica da Universidade de Salamanca (ALF-USAL) Laura Rego, Carlos Hernández García, Luis Plaja e Julio San Román lideram a pesquisa internacional em que é demonstrado pela primeira vez que a luz pode forçar uma torção sobre si mesma na ausência de forças externas, uma propriedade nunca antes vista nele.
Os resultados do estudo, desenvolvido em colaboração com a Universidade do Colorado e o Instituto de Ciências Fotônicas de Castelldefels (ICFO), acabaram de ser publicados pela Science e abrem novos caminhos para experimentação básica em torno da dinâmica das interações entre luz e matéria.
Nas palavras dos cientistas à Comunicación USAL, "a coisa mais notável sobre este trabalho é que geramos feixes de luz com uma nova propriedade, o torque da luz". Até hoje sabia-se que os feixes de luz podiam ser criados com torção, ou seja, com uma estrutura giratória em torno de seu eixo de propagação. Os 'vórtices leves' – como são conhecidos os feixes de torção da luz – são análogos aos redemoinhos formados pelo vento e, como estes, são capazes de exercer forças rotacionais sobre os materiais.
O novo tipo de feixe de luz demonstrado pela USAL também tem a propriedade de acelerar sua torção ao longo do tempo, como um redemoinho que acelera sua rotação. Não só gira por si só, mas também é "capaz de aumentar a velocidade de seu giro sem ajuda externa, auto-acelerando", ressaltam os autores. São, portanto, vórtices que exercem sobre si mesmos um torque, ou seja, leve com auto-torque.
A propriedade de auto-induzir um giro tem sido observada em outros sistemas físicos. No entanto, os cientistas o definem como "algo exótico" que "até este momento nunca havia sido observado à luz", lembram.
Possíveis aplicações no campo da tecnologia
Vórtices leves têm aplicações interessantes em diferentes áreas da tecnologia, embora ainda em um nível experimental. Talvez o mais relevante em relação ao estudo publicado seja "a possibilidade de transferência de turnos para o assunto", aponta o Grupo ALF-USAL. A luz de auto-torque é potencialmente útil para comunicar acelerações angulares (curvas) em correntes, por exemplo, dentro de materiais condutores. Uma vez que os feixes que foram produzidos são de alta frequência, aplicações desse tipo em estruturas de materiais nanoscópicos são sugeridas.
É, portanto, uma nova ferramenta para estudar a dinâmica das interações entre luz e matéria, na escala micro e nanoscópica. Dominar a dinâmica nessas escalas, utilizando ferramentas como vigas de torque, "é um passo fundamental para o desenvolvimento da tecnologia do futuro", concluem os cientistas.
Colaboração internacional liderada pela Universidade de Salamanca
O estudo é resultado de colaboração internacional realizada com a Universidade do Colorado (EUA) e o Instituto de Ciências Fotônicas (ICFO, Castelldefels). Na Universidade de Salamanca, o conceito de torque leve foi desenvolvido e graças às suas simulações teóricas eles projetaram como gerar, medir e controlar esses feixes de luz.
Por sua vez, colaboradores da Universidade do Colorado – equipe experimental formada por Margaret Murnane e Henry Kapteyn, chefiada por Kevin Dorney – realizaram o experimento confirmando as previsões teóricas e gerando, desta forma, pela primeira vez, feixes de luz com auto-torque.
Da mesma forma, a colaboração dos pesquisadores do ICFO ajudou a analisar e entender as propriedades desses novos feixes de luz, enquanto simulações numéricas foram realizadas no Centro Nacional de Supercomuta (Supercomputador MareNostrum) e no Centro de Supercomuta de Castilla y León (SCAYLE).
