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Energia

Cientistas diminuem velocidade da luz no ar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/01/2015

Cientistas diminuem velocidade da luz no ar
O fóton estruturado - que teve seu formato alterado - chega sempre atrasado, perdendo a corrida de 1 metro por 7,7 micrômetros.
[Imagem: Universidade de Glasgow]

Manipulações da luz

Físicos têm feito miséria com a luz, dando-lhe nós, fazendo-a dar marcha-a-ré, criando pulsos superluminais que viajam mais rápido que a própria luz e, finalmente, fazendo a luz andar mais devagar.

Na verdade, fazer a luz andar mais devagar do que sua velocidade no vácuo (299.792.458 m/s) não é nenhum mistério: basta fazê-la passar por um meio não-vazio. Na água ela atinge 225.000.000 m/s, enquanto no vidro roda por volta dos 200.000.000 m/s.

Mas agora físicos da Universidade de Glasgow, na Escócia, descobriram uma forma de diminuir a velocidade da luz no ar, sem precisar fazê-la viajar por algum meio especial e nem mudar de um meio para outro.

A alteração de velocidade é bastante pequena, e é feita alterando o formato dos fótons. E o formato dos fótons é alterado fazendo-os passar por um filtro especial.

Isso é muito diferente de diminuir a velocidade da luz fazendo-a passar por um meio qualquer, porque ela retoma sua velocidade assim que sai desse meio e retorna ao ar ou ao vácuo. Neste experimento, o fóton formatado segue continuamente a uma velocidade menor.

A equipe afirma que, embora o rigor do experimento exija que se trabalhe com fótons individuais, o princípio deve funcionar para feixes normais de luz.

Diminuindo a velocidade da luz

Daniel Giovannini e seus colegas descobriram o efeito inédito trabalhando com dois tipos de "formatos de luz": um feixe Bessel, que se parece com anéis concêntricos, e um feixe de Gauss, que se espalha à medida que viaja.

A equipe usou um laser ultravioleta para produzir pares de fótons e os fez passar através de um filtro que dá a um deles o formato de um fóton de Bessel ou de um fóton Gaussiano.

Os dois fótons viajam um metro antes de bater em um detector. Eles deveriam chegar ao mesmo tempo, mas o fóton que tem seu formato alterado pelo filtro chega sempre atrasado.

Quando o fóton normal chega no detector, o fóton estruturado está a 20 comprimentos de onda atrás, o que é bem mais do que a precisão dos instrumentos de medição usados, validando a diminuição de velocidade da luz no ar ambiente - a distância corresponde a 7,7 micrômetros no espaço de um metro do experimento.

"Esses resultados nos dão uma nova maneira de pensar sobre as propriedades da luz e estamos ansiosos para continuar a explorar o potencial desta descoberta em aplicações futuras. Esperamos que o efeito seja aplicável a qualquer teoria de ondas, de modo que uma diminuição semelhante possa ser criada em ondas sonoras, por exemplo," disse o professor Miles Padgett, coordenador do grupo.

Bibliografia:

Artigo: Spatially structured photons that travel in free space slower than the speed of light
Autores: Daniel Giovannini, Jacquiline Romero, Václav Potocek, Gergely Ferenczi, Fiona Speirits, Stephen M. Barnett, Daniele Faccio, Miles J. Padgett
Revista: Science
Vol.: Published Online
DOI: 10.1126/science.aaa3035






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