Luz liquida

 

Consegue imaginar um rio de luz, água a jorrar de lâmpadas partidas com a aparência de luz dourada? Pois bem, essa fantasia, embora quase saída da ficção, está surpreendentemente próxima de uma realidade que a ciência já começou a desvendar: a possibilidade de a luz se comportar “quase” como um líquido.

Em laboratórios de todo o mundo, os cientistas demonstraram que, em determinadas condições, a luz pode fluir como um rio, um fenómeno que está a abrir novas fronteiras entre a física e a tecnologia.

O QUE É A LUZ LÍQUIDA?

A luz líquida é um fenómeno fascinante que combina as propriedades da luz com as características dos fluidos. Imagine um tipo especial de matéria em que as partículas se movem juntas em perfeita sintonia, como se fossem uma só. Este fenómeno é conhecido como Condensado de Bose-Einstein (BEC). Normalmente, estes condensados são criados com átomos de gás a temperaturas extremamente baixas. No entanto, os cientistas descobriram como criá-los com partículas de luz.

A magia da luz líquida reside em partículas especiais chamadas polaritões, que têm a capacidade de se comportar como líquidos em determinadas condições. Para criar luz líquida, os cientistas colocam materiais muito finos entre espelhos super-reflectores e bombardeiam-nos com impulsos laserextremamente curtos. Desta forma, conseguem que os fotões se emparelhem e se movam em harmonia uns com os outros, formando um condensado de polaritões, também chamado luz líquida.

No entanto, o que é mais espantoso na luz líquida é a sua capacidade de fluir sem resistência. Ao contrário dos líquidos normais, que criam ondas e remoinhos devido à fricção, a luz líquida move-se sem perder energia e sem enfrentar obstáculos. Este comportamento é semelhante ao dos superfluidos, onde as partículas se movem de forma ordenada e sincronizada.

UM CAMINHO PARA A DESCOBERTA

A descoberta da luz líquida é, sem dúvida, o resultado de décadas de investigação emfísica quântica e óptica. Tudo começou com o estudo dos condensados de Bose-Einstein na década de 1920 por Albert Einstein e Satyendra Nath Bose, um estado em que as partículas são arrefecidas a temperaturas próximas do zero absoluto. No entanto, o maior avanço no sentido da luz líquida ocorreu em 2017, quando uma equipa liderada por Daniele Sanvitto, do Instituto de Nanotecnologia CNR NANOTEC, em Itália, conseguiu produzir luz líquida à temperatura ambiente. Isto foi possível graças à utilização de uma película ultrafina de moléculas orgânicas entre dois espelhos altamente reflectores, que foi bombardeada com impulsos laser muito curtos.

Assim, a criação de polaritões nestas condições permitiu que os fotões se comportassem como um superfluido, fluindo sem fricção nem viscosidade. Foi de facto uma descoberta revolucionária, pois mostrou que a superfluidez, uma propriedade que até então só tinha sido observada em fluidos extremamente frios como o hélio líquido, era também possível num sistema de luz e matéria a temperaturas acessíveis. Esta descoberta abriu a porta a uma vasta gama de investigação sobre as propriedades da luz líquida e as suas possíveis aplicações tecnológicas.

No entanto, a colaboração internacional tem sido crucial ao longo do caminho. Equipas de instituições como a École Polytechnique de Montréal, no Canadá, e a Aalto University, na Finlândia, contribuíram significativamente para a compreensão deste fenómeno. As experiências e teorias desenvolvidas permitiram uma compreensão muito mais profunda do modo como os fotões podem formar um fluido quântico e lançaram as bases para futuras aplicações numa multiplicidade de domínios.

PARA ALÉM DO LABORATÓRIO

Assim, no domínio da informática e da electrónica, a luz líquida poderá permitir o desenvolvimento de computadores ópticos muito mais rápidos e eficientes do que os computadores actuais. Utilizando as propriedades da superfluidez, estes dispositivos poderiam transmitir informações sem perda de energia e sem o aquecimento excessivo que limita o desempenho dos sistemas electrónicos convencionais. Esta tecnologia não só aumentaria a velocidade de processamento, como também reduziria significativamente o consumo de energia, abrindo caminho para o desenvolvimento de dispositivos mais sustentáveis e amigos do ambiente.

Além disso, no domínio das telecomunicações e da fotónica, a luz líquida poderá transformar a forma como transmitimos e processamos os dados. Os sistemas de comunicação baseados na luz líquida poderão oferecer uma capacidade de transmissão de informação muito maior e muito mais rápida, sem os problemas de dissipação de energia que as tecnologias actuais enfrentam. Além disso, a capacidade dos polaritões para se moverem sem atrito poderá melhorar a eficiência e a flexibilidade dos dispositivos ópticos, permitindo o desenvolvimento de ecrãs flexíveis e holográficos, bem como de sensores avançados para aplicações médicas e de deteção química.