Estado Sólido da Luz.

 

Entenda o efeito:

Partículas de luz podem unir-se e formar estruturas sólidas. Afirmam cientistas.

Pesquisadores das universidades de Melbourne, Austrália, e Cambridge, Inglaterra, desenvolveram uma nova teoria que mostra que a luz pode se comportar como um sólido. “A luz sólida irá nos ajudar a construir a tecnologia deste século,” diz o Dr. Andrew Greentree.

Ao invés de utilizar as ferramentas tradicionais encontradas nos laboratórios de óptica, os cientistas tiveram que empregar técnicas comumente utilizadas para estudar a matéria.

Luz sólida

“Fótons de luz sólidos repelem-se mutuamente como acontece com os elétrons. Isto significa que nós podemos controlar os fótons, abrindo as portas para novos tipos de computadores mais rápidos,” diz o cientista.

No trabalho, os cientistas demonstram teoricamente como projetar a “transição de fase” dos fótons, fazendo-os passar do comportamento de sólido – quando eles interagem entre si como os elétrons – para o comportamento de onda tradicional da luz – na qual os fótons não interagem entre si.

“Normalmente os fótons fluem livremente mas, nas condições corretas, eles se repelem, e formam um cristal,” diz Greentree.

A nova teoria cria um campo totalmente novo de pesquisa, fazendo uma interseção entre a óptica e a física da matéria condensada. Agora, os pesquisadores experimentalistas vão começar a estudar a nova teoria para descobrir formas de testá-la na prática.

• ATENDENDO A PEDIDOS AQUI VAI UMA EXPLICAÇÃO SOBRE O EFEITO

Tudo que existe na natureza é composto por dois tipos de partículas: os bósons e os férmions. A diferença básica é que férmions não podem ocupar o mesmo lugar no espaço (o mesmo estado quântico, na linguagem formal) enquanto que infinitos bósons podem ocupar um mesmo estado.

Tudo que é matéria é formada por férmions: átomos, prótons, elétrons, árvores, etc. Por isso, dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar no espaço. Já os bósons formam todos os tipos básicos de energia, por exemplo, a eletromagnética. Ou seja, a luz é formada por bósons e, por esta razão, não pode ser solidificada. Para que haja solidificação, é necessário que as partículas que formam a coisa interajam entre si e ao mesmo tempo exerçam uma repulsão. Uma pedra é sólida porque seus átomos estão unidos por uma força, entretanto, não é possível comprimir uma pedra ao infinito porque os átomos têm um limite à sua aproximação, isso porque eles são formados por férmions.

Então, para que a luz se comportasse como cristal sólido, seria preciso fazer com que suas partículas, os fótons, se comportassem como férmions e não bósons. Na teoria tradicional isso seria impossível, mas no entanto sabe-se que quando a luz toca uma superfície de matéria parte de seus fótons se associam aos elétrons, que se comportam como férmions. Este estado de associação é conhecido como polariton.

Nas temperaturas ideais (geralmente muito baixas) e com os materiais corretos (super-condutores) é possível fazer buracos na superfície de materiais que prendem a os fótons e fazem com que eles condensem. Como eles estão associados aos elétrons, não podem se unir num só ponto e repelem-se (levemente) isso faz com que o aglomerado de fótons, que são bósons, adquiram características da matéria fermiônica.