{"id":23649,"date":"2013-07-23T23:54:09","date_gmt":"2013-07-23T23:54:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=23649"},"modified":"2013-07-23T10:58:17","modified_gmt":"2013-07-23T10:58:17","slug":"cristal-de-terras-raras-armazena-luz-por-1-minuto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2013\/07\/23\/cristal-de-terras-raras-armazena-luz-por-1-minuto\/","title":{"rendered":"Cristal de terras raras armazena luz por 1 minuto"},"content":{"rendered":"

\nA mem\u00f3ria de luz foi criada em um cristal Pr:YSO – um ortossilicato de \u00edtrio (YSO) dopado com praseod\u00edmio (Pr). [Imagem: Cortesia Atomic Physics\/Lund University] <\/p>\n

<\/em>Primeiro os cientistas descobriram como reduzir a velocidade da luz. <\/p>\n

Depois eles conseguiram fabricar armadilhas de luz, criando verdadeiras “mem\u00f3rias arco-\u00edris”. <\/p>\n

Agora j\u00e1 existem armadilhas de luz em chips e at\u00e9 aparatos que conseguem armazenar a luz mecanicamente. <\/p>\n

Mas nada havia chegado perto do que fizeram Georg Heinze e seus colegas da Universidade T\u00e9cnica de Darmstadt, na Alemanha. <\/p>\n

A equipe criou um cristal que armazena luz por at\u00e9 um minuto – \u00e9 poss\u00edvel armazenar at\u00e9 mesmo uma imagem inteira em pura luz. <\/p>\n

Mem\u00f3ria de luz
\n<\/strong>
\nArmazenar a luz pode ter muitas utilidades, mas a que primeira vem \u00e0 mente \u00e9 a cria\u00e7\u00e3o de mem\u00f3rias fot\u00f4nicas e buffers para armazenar informa\u00e7\u00f5es \u00f3pticas. <\/p>\n

Para isso, a mem\u00f3ria \u00f3ptica deve guardar os dados por um tempo razo\u00e1vel, at\u00e9 que ela seja necess\u00e1ria ou os canais para sua transmiss\u00e3o estejam livres. <\/p>\n

Os f\u00edsicos alem\u00e3es constru\u00edram uma mem\u00f3ria de luz que reteve as informa\u00e7\u00f5es por at\u00e9 60 segundos, uma verdadeira eternidade em rela\u00e7\u00e3o aos experimentos anteriores. <\/p>\n

O mais interessante \u00e9 que o experimento n\u00e3o foi feito em gases qu\u00e2nticos, que s\u00f3 funcionam em condi\u00e7\u00f5es muito controladas de laborat\u00f3rio, e nem mesmo nos dispositivos de estado s\u00f3lido mais comuns nessas pesquisas – os mais comuns s\u00e3o aparatos do tipo “\u00e1tomos artificiais”, envolvendo pontos qu\u00e2nticos ou centros de cores. <\/p>\n

Heinze criou sua mem\u00f3ria \u00f3ptica usando um cristal dopado com \u00edons de terras raras. <\/p>\n

\u00c9 um cristal chamado Pr:YSO – um ortossilicato de \u00edtrio (YSO) dopado com praseod\u00edmio (Pr). Os \u00e1tomos dopantes no cristal funcionam como uma mem\u00f3ria qu\u00e2ntica para os f\u00f3tons. <\/p>\n

“Cristais dopados com \u00edons de terras raras combinam as vantagens dos gases (ou seja, um espectro de transi\u00e7\u00e3o estreito) e dos s\u00f3lidos (a escalabilidade e a grande densidade). Al\u00e9m disso, os cristais dopados s\u00e3o comercialmente dispon\u00edveis e de f\u00e1cil manuseio,” afirma ele. <\/p>\n

\"\"
\nO novo recorde mundial de armazenamento de luz em cristais est\u00e1 na casa de um minuto, embora a maior efici\u00eancia seja observada at\u00e9 os 40 segundos. [Imagem: Heinze et al.\/PRL]
\n<\/em>
\nTelecomunica\u00e7\u00f5es e processadores de luz <\/p>\n

<\/strong>“N\u00f3s aplicamos transpar\u00eancia eletromagneticamente induzida para armazenar os dados \u00f3pticos no cristal, e passagem adiab\u00e1tica de Raman estimulada (STIRAP) para manipular os dados, por exemplo, para executar opera\u00e7\u00f5es l\u00f3gicas,” explica a equipe. <\/p>\n

Todo o processo de recep\u00e7\u00e3o, armazenamento e manipula\u00e7\u00e3o da luz \u00e9 feito por meio de algoritmos evolucion\u00e1rios, que aprimoraram os m\u00e9todos para otimizar o tempo de reten\u00e7\u00e3o da luz. <\/p>\n

“A informa\u00e7\u00e3o \u00e9 gravada, e depois de lida, usando estados de superposi\u00e7\u00e3o coerentes, isto \u00e9, os \u00e1tomos est\u00e3o ao mesmo tempo no estado de menor energia e em um estado metaest\u00e1vel. O recorde mundial de tempo de armazenamento no cristal [agora] se aproximou da escala de um minuto,” conclui a equipe. <\/p>\n

Essa capacidade para armazenar a luz mantendo suas propriedades de coer\u00eancia qu\u00e2ntica – algo muito dif\u00edcil de obter em gases – coloca a mem\u00f3ria de luz como uma ferramenta in\u00e9dita n\u00e3o apenas para as telecomunica\u00e7\u00f5es e os processadores fot\u00f4nicos, mas tamb\u00e9m para o campo dos computadores qu\u00e2nticos. <\/p>\n

\"\"
\nEmbora teoricamente a luz devesse escapar, ela fica aprisionada na pastilha contendo uma malha sim\u00e9trica de furos. [Imagem: Chia Wei Hsu]<\/p>\n

<\/em>Armadilha \u00f3ptica vers\u00e1til <\/p>\n

<\/strong>Uma equipe do MIT, nos Estados Unidos, apresentou uma outra proposta para o armazenamento de luz, usando cristais fot\u00f4nicos, essencialmente pastilhas de sil\u00edcio onde s\u00e3o esculpidas estruturas em escala nano, menores do que o comprimento de onda da luz, o que permite sua manipula\u00e7\u00e3o. <\/p>\n

A nova t\u00e9cnica consiste em colocar ondas de luz contra ondas de luz: o aparato cria duas ondas com o mesmo comprimento de onda, mas fases exatamente opostas – onde uma onda tem um pico, a outra tem um vale – de modo que as ondas se anulam mutuamente. <\/p>\n

Enquanto isso, a luz de outros comprimentos de onda (ou cores) podem passar livremente, criando um filtro de luz muito eficiente e preciso. <\/p>\n

Ainda que n\u00e3o se compare com a mem\u00f3ria \u00f3ptica desenvolvida pela equipe alem\u00e3, esta t\u00e9cnica se destaca por ser aplic\u00e1vel a qualquer tipo de onda, sejam ondas sonoras, ondas de r\u00e1dio, ondas de \u00e1gua e at\u00e9 mesmo el\u00e9trons, cujo comportamento pode ser descrito por equa\u00e7\u00f5es de onda. <\/p>\n

Bibliografia:
\n<\/strong>
\nStopped Light and Image Storage by Electromagnetically Induced Transparency up to the Regime of One Minute
\nGeorg Heinze, Christian Hubrich, Thomas Halfmann
\nPhysical Review Letters
\nVol.: 111, 033601
\nDOI: 10.1103\/PhysRevLett.111.033601 <\/p>\n

Observation of trapped light within the radiation continuum
\nChia Wei Hsu, Bo Zhen, Jeongwon Lee, Song-Liang Chua, Steven G. Johnson, John D. Joannopoulos, Marin Soljacic
\nNature
\nVol.: 499, 188-191
\nDOI: 10.1038\/nature12289 <\/p>\n

Autor: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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