{"id":18800,"date":"2010-08-03T22:52:31","date_gmt":"2010-08-03T22:52:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=18800"},"modified":"2010-08-03T14:12:38","modified_gmt":"2010-08-03T14:12:38","slug":"brasileiros-criam-tecnica-para-medir-rotacao-da-luz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2010\/08\/03\/brasileiros-criam-tecnica-para-medir-rotacao-da-luz\/","title":{"rendered":"Brasileiros criam t\u00e9cnica para medir rota\u00e7\u00e3o da luz"},"content":{"rendered":"

A luz pode ter um “momento angular orbital”, uma esp\u00e9cie de rota\u00e7\u00e3o, mas que se parece mais com um planeta orbitando ao redor do Sol do que girando sobre seu pr\u00f3prio eixo. <\/p>\n

Medir essa propriedade \u00e9 complicado, mas no exemplar de 30 de Julho da revista cient\u00edfica Physical Review Letters, pesquisadores brasileiros mostram que dirigir um feixe luminoso atrav\u00e9s de um buraco triangular cria uma matriz triangular de pontos que indica diretamente a din\u00e2mica orbital angular desse feixe. <\/p>\n

A t\u00e9cnica, simples e elegante, \u00e9 uma ferramenta importante para explorar uma propriedade incomum da luz, que poder\u00e1 no futuro ser usada para codificar informa\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas. <\/p>\n

Momento angular da luz<\/strong> <\/p>\n

Quando um feixe de luz possui momento angular, esse momento angular pode ter dois elementos. O momentum angular “spin” corresponde \u00e0 polariza\u00e7\u00e3o circular da luz para a direita ou para esquerda, o que significa que a dire\u00e7\u00e3o do campo el\u00e9trico gira no sentido hor\u00e1rio ou anti-hor\u00e1rio conforme a luz se move para a frente. <\/p>\n

O momento angular orbital (OAM: Orbital Angular Momentum) – largamente aceito pela comunidade cient\u00edfica apenas nos \u00faltimos 20 anos – ocorre quando a dire\u00e7\u00e3o do campo el\u00e9trico varia no interior do feixe. <\/p>\n

Por exemplo, imagine medir a dire\u00e7\u00e3o do campo el\u00e9trico em cada ponto ao redor de um feixe de luz de grande di\u00e2metro. Ele pode apontar para cima, para a \u00e0 direita (\u00e0s tr\u00eas horas), para baixo, ou para a esquerda (\u00e0s nove horas). <\/p>\n

Este feixe pode ter uma unidade de OAM – uma “carga topol\u00f3gica” de um. <\/p>\n

O campo de um feixe de carga dois poderia dar duas rota\u00e7\u00f5es completas conforme voc\u00ea se move ao redor de seu contorno. <\/p>\n

Os pesquisadores esperam aproveitar esta propriedade para transportar informa\u00e7\u00f5es com a luz, exatamente como eles j\u00e1 fazem com a polariza\u00e7\u00e3o. <\/p>\n

E com uma grande vantagem: enquanto cada f\u00f3ton tem apenas dois estados de spin distintos, h\u00e1 potencialmente infinitos estados OAM. O problema \u00e9 que at\u00e9 agora n\u00e3o havia um m\u00e9todo de distinguir os diversos estados OAM de forma eficiente – veja informa\u00e7\u00f5es associadas a isto nos artigos sobre spintr\u00f4nica e orbitr\u00f4nica. <\/p>\n

Experimentos de difra\u00e7\u00e3o<\/strong> <\/p>\n

Os f\u00edsicos j\u00e1 haviam descoberto como gerar feixes que possuam momento angular orbital e us\u00e1-los para exercer torque sobre part\u00edculas, movimentando-as. <\/p>\n

Mas Jandir Miguel Hickmann e seus colegas da Universidade Federal de Alagoas, em Macei\u00f3, afirmam que h\u00e1 uma quantidade muito pequena de pesquisas que exploram o que acontece quando esses raios de luz passam por aberturas muito pequenas. <\/p>\n

Esses experimentos de difra\u00e7\u00e3o geram padr\u00f5es de pontos que os f\u00edsicos v\u00eam usando h\u00e1 muito tempo para analisar as propriedades da luz comum – mas as t\u00e9cnicas para medir o OAM s\u00e3o poucas e mais complicadas. <\/p>\n

Quando Hickmann e seus colegas simularam a difra\u00e7\u00e3o de feixes de luz passando atrav\u00e9s de furos de variados formatos, eles descobriram que o uso de um tri\u00e2ngulo is\u00f3sceles traz um benef\u00edcio inesperado: “Voc\u00ea pode simplesmente contar os pontos para descobrir a carga topol\u00f3gica”. Os pesquisadores tamb\u00e9m verificaram esta previs\u00e3o experimentalmente. <\/p>\n

Medi\u00e7\u00e3o do momento angular orbital<\/strong> <\/p>\n

A equipe calculou e observou que, uma vez que o feixe est\u00e1 centrado no furo, ele gera um padr\u00e3o incomum: uma rede triangular de pontos. O brilho de cada ponto individual depende das contribui\u00e7\u00f5es combinadas da luz a partir de diferentes locais no buraco triangular. <\/p>\n

Os c\u00e1lculos preveem que os pontos mais brilhantes formam um tri\u00e2ngulo cujo tamanho (o n\u00famero de pontos em cada um dos seus lados) \u00e9 uma unidade maior do que a magnitude da carga topol\u00f3gica. <\/p>\n

Al\u00e9m disso, o padr\u00e3o luminoso triangular \u00e9 girado em 60 graus em qualquer dire\u00e7\u00e3o em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 abertura, com a dire\u00e7\u00e3o dependendo do sinal da carga (o sentido de rota\u00e7\u00e3o da luz). Assim, a abertura triangular representa uma maneira f\u00e1cil de medir a magnitude e o sinal do momento angular orbital. <\/p>\n

Miles Padgett, da Universidade de Glasgow, na Esc\u00f3cia, comentando o artigo dos brasileiros, afirmou que “Foi uma surpresa, pelo menos para mim, que haja uma rela\u00e7\u00e3o t\u00e3o simples e bonita” entre o n\u00famero de pontos difratados, a orienta\u00e7\u00e3o do padr\u00e3o e a magnitude e o sinal da carga topol\u00f3gica. <\/p>\n

Autor: Physical Review Focus <\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

A luz pode ter um “momento angular orbital”, uma esp\u00e9cie de rota\u00e7\u00e3o, mas que se parece mais com um planeta orbitando ao redor do Sol do que girando sobre seu pr\u00f3prio eixo. 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