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Os feixes de luz se comportam em conformidade com leis antigas e invariáveis da Física. Uma das mais conhecidas é que determina que sua velocidade se altera de acordo com o meio. Numa pesquisa publicada pela Nature, cientistas da Universidade da Flórida Central desafiaram esse preceito com a criação de um raio laser que, supostamente, viaja na mesma velocidade em qualquer ambiente.

A grosso modo, a propriedade responsável por alterar a velocidade de propagação da luz é a refringência. Quanto mais denso for determinado meio, mais tempo a luz levará para percorrer seu interior.

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O meio que apresenta menor refringência é o vácuo, e, por isso, é nele que a luz atinge sua velocidade máxima. A água, por outro lado, possui maior índice de refração, o que dificulta a passagem da luz.  

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Universidade da Flórida Central, onde foi realizado o estudo. Imagem: CreativeCommons

Funcionamento do laser

As leis da Física continuam as mesmas, mas podem ser contornadas pela invenção. O laser de “pacotes de ondas no espaço-tempo“, como foi chamado, recebe impulsos com correlações espectrais específicas, fazendo com que sua velocidade independa do índice de refração. 

Isso porque os cientistas incorporaram ao laser um dispositivo chamado “modulador espacial de luz”, que permite reorganizar a energia de cada pulso luminoso a fim de entrelaçar suas propriedades no espaço e no tempo. Com esse dispositivo, os cientistas são capazes de controlar a velocidade com a qual viajam os feixes de luz. 

Parece muito complicado? Os pesquisadores dão o exemplo de um avião enviando mensagens codificadas em luz para dois submarinos na mesma profundidade, mas a distâncias diferentes. Como a luz viaja mais lentamente na água, espera-se que a mensagem chegue primeiro ao submarino mais próximo. Utilizando o novo laser, porém, os dois feixes de luz chegariam ao mesmo tempo. 

De acordo com o pesquisador Ayman Abouraddy, autor principal do estudo, essa nova classe de raios laser possui propriedades únicas que não são compartilhadas por raios laser comuns. “Os pacotes de ondas no espaço-tempo podem ser organizados para se comportarem de maneira estável sem alteração de velocidade, nem mesmo em materiais mais densos. Desse modo, esses pulsos de luz podem chegar a diferentes pontos no espaço ao mesmo tempo”, explica ele.

Basanta Bhaduri, coautor do estudo, destaca que a invenção pode revolucionar as tecnologias de comunicação óptica. Segundo ele, o laser oferece novas oportunidades para moldar o fluxo de luz e outros fenômenos de ondas. “Acreditamos que os ‘pacotes de ondas no espaço-tempo’ têm muito a oferecer, e que sua utilização pode revelar inúmeros efeitos interessantes”, completam os pesquisadores.

Via: New Atlas