Luz completamente parada durante um minuto

Crédito: Adrian

Crédito: Adrian

A coisa mais veloz do universo ficou parada completamente por um minuto (novo recorde). No vazio, a luz viaja aproximadamente 18 milhões de quilómetros, nesses 60 segundos – que representa mais de 20 viagens de ida e volta à lua.

Um minuto é muito, muito longo“, diz Thomas Krauss, da Universidade de St Andrews, no Reino Unido. “Este é realmente um marco importante.

A proeza poderia permitir comunicações quânticas seguras para trabalhar nas longas distâncias.

Enquanto a luz normalmente viaja pouco menos de 300 mil quilómetros por segundo no vácuo, os físicos conseguiram desacelerá-la a apenas 17 metros por segundo, em 1999, e, dois anos depois, pará-la completamente, embora apenas por uma fracção de segundo. No início deste ano, os investigadores aumentaram esse tempo de paragem para os 16 segundos, utilizando átomos frios.

Armadilha para a luz

Para quebrar a barreira do minuto, George Heinze e os seus colegas da Universidade de Darmstadt, Alemanha, dispararam um laser de controlo sobre um cristal opaco, levando os seus átomos a uma sobreposição quântica de dois estados. Isto tornou-o transparente a um pequeno intervalo de frequências. Este método é conhecido como Transparência Induzida Electromagneticamente, EIT (da sigla inglesa),

A equipe de Heinze depois parou um segundo raio que entrou no cristal, desligando o primeiro laser e, consequentemente, a transparência desse cristal. Assim, a luz do segundo laser ficou dentro desse cristal durante um minuto criando uma memória de luz (isto permite que imagens enviadas através da luz fiquem armazenadas nos cristais).

O tempo de armazenamento depende da sobreposição do cristal. Um campo magnético estende-o, mas complica a configuração do laser de controlo. A equipe de Heinze usou um algoritmo para “gerar” combinações os magnetos e o laser, levando-os a aprisionar a luz por um minuto. [1]

Stopping light inside a crystal, for one minute, diagram

Na imagem (à direita), pode-se ver que os cientistas armazenaram com sucesso uma imagem simples (três linhas horizontais) no cristal durante 60 segundos.

Sem poder sair do átomo, a energia proveniente dos fotões é recolhida pelos átomos do cristal e os “dados” que esses fotões levavam foram convertidos em excitações de spin. Para libertar essa luz aprisionada, ligava-se de novo o laser de controlo e as excitações de spin foram reconvertidas em fotões. Essas excitações armazenadas nos átomos dos cristais podem manter-se durante um minuto.

Deve ainda ser possível conseguir mais tempo de armazenamento da luz com outros cristais, afirma Heinze, tal como fizeram com os limites físicos deste material.[2]

Fontes: newscientistextremetech

Journal reference: Physical Review Letters, doi.org/m86

Research paper: DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.033601 – “Stopped Light and Image Storage by Electromagnetically Induced Transparency up to the Regime of One Minute

[1] Ler: IBM creates first cheap, commercially viable, electronic-photonic integrated chip.

[2] Ler: The first quantum entanglement of photons through space and time.

 

10 comentários

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  1. Eu posso congelar a luz ,de um laser e emiti la ,apos o laser ter sido desligado
    como??
    feira de ciencias ..que me aguarde ..
    Sera meu passaporte para harward, “O HOMEM QUE PAROU A LUZ”

  2. seria uma forma de iluminar sem consumo de energia

    1. Nao seria uma forma d iuminacao ,sem energia , por que oq eles fizeram foi excitar a capacidade de absorcao de luz. entao precisa de uma laser para excitar e um para enviar a luz,
      eu posso manter a luz o tempo que eu quiser , e emiti la em uma forma ampliada ,em 1000 lumens ..
      como?
      e uma novidade que este mundo nao viu .ate agora …

  3. Qual será a aplicação prática disto? Será útil para viagens fora do nosso sistema solar?

  4. “Para libertar essa luz aprisionada…”
    Sem querer ser inconveniente, acho que se devia “dizer”: “Para se libertar essa energia armazenada…”

  5. Caro Mário,
    não sei se leu a notícia com atenção, pareceu-me que sim. Mas, deixo aqui a minha opinião:
    1) Até o newscientist (como sendo uma fonte credível) refere essa paragem. Até porque para os comuns leigos no assunto fica mais entendível.
    2) Aprisionar, se for ao dicionário, refere como prender (é uma acção de parar). Por outro lado, parar também tem outros significados que vai ao encontro de várias frases escritas no texto. Se a luz ficou “aprisionada” dentro do cristal, por meio da conversão da sua energia, é como se estivesse parada. Não concorda?
    3) A explicação que referiu está indicada no texto.

    Finalmente, quanto à redução da sua velocidade para os 17 m/s, recomendo a leitura deste artigo: http://physics.aps.org/story/v3/st37

    Terminando, na página oficial do facebook da American Physics Society (APS) pode ler-se:
    “Researchers stop and store light for a record-breaking minute. This breakthrough could be crucial in the development of quantum information schemes, including secure quantum communication networks.”
    Cumprimentos

    • Mário Valente on 26/07/2013 at 13:18
    • Responder

    Não foi “a luz” que ficou presa, “a luz” foi absorvida por átomos que passaram a estados excitados. A energia correspondente à transportada pelos fotóes foi “armazenada” em átomos que passaram consequentemente a estados excitados. Aqueles, por desexcitação, reemitem-na e assim, quando o cristal de novo se tornou transparente, a luz saiu. É claramente publicidade mas científicamente muito pouco credível dizer que a luz parou ou adquiriu uma velocidade de 17 m/s.

  6. hum, não entendi nada

    1. Basicamente Bruno, o que foi feito foi “excitar” um cristal opaco com um laser para o tornar transparente. O outro laser que também transportava a imagem foi disparado para esse cristal. Assim, desligou-se o primeiro laser e a luz do segundo ficou aprisionado durante 60 segundos dentro do cristal.
      Espero que assim já tenhas percebido. 🙂
      Abraço

        • Assyr Neto on 26/07/2013 at 00:25

        José, como isso é diferente de dizer que a luz está “quicando” dentro do cristal? Pq assim ela não estaria parada, mas sim aprisionada…

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