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Lente perfeita, idealizada em 1850, pode ser fabricada, diz físico

Lente perfeita, idealizada em 1850, pode ser fabricada, diz físico
Representação do espelho olho-de-peixe. O campo, infinitamente pontiagudo, propaga-se como uma onda eletromagnética até se focalizar no ponto da imagem, com resolução infinita.[Imagem: Ulf Leonhardt]

Em busca da lente perfeita

Se você já ouviu falar nos experimentos de invisibilidade, feitos com metamateriais, provavelmente já ouviu falar do cientista inglês John Pendry - suas teorias têm embasado todo o desenvolvimento nesta área.

Mas o interesse do Dr. Pendry não era originalmente o de esconder as coisas por meio de mecanismos de invisibilidade. A sua busca maior é por uma lente perfeita, uma lente capaz de criar imagens sem distorção.

Em 2000, ele teorizou que um material que apresentasse um índice de refração negativo poderia capturar e "refocar" as ondas evanescentes - ondas superficiais que decaem muito rapidamente - para criar uma imagem perfeita. A teoria proposta por Pendry, de uma lente perfeita, apareceu mais de 30 anos depois que o físico russo Victor Veselago concebeu um material com índice de refração negativo, que seria capaz de inverter os fenômenos ópticos conhecidos.

Desde então, vários grupos de cientistas têm trabalhado em busca da construção desse metamaterial. Os esforços, contudo, não têm produzido os frutos esperados na prática porque os materiais com índice negativo de refração fabricados até hoje não são perfeitos - eles absorvem uma parte da luz que deveriam refletir, deteriorando a qualidade da imagem resultante, que não atinge a perfeição procurada.

A lente olho-de-peixe de Maxwell

Agora, o Dr. Ulf Leonhardt, ele próprio envolvido com microscópios 3D e levitação quântica, afirmou que há uma outra forma para criar uma imagem perfeita sem depender dos metamateriais com índice negativo de refração.

Buscando inspiração no trabalho de James Clerk Maxwell, publicado nos anos 1850, Leonhardt reintroduziu a ideia de uma lente olho-de-peixe - uma lente que funciona em qualquer direção. Até agora, contudo, essa lente teórica nunca havia sido modelada para levar em conta as propriedades ondulatórias da luz.

"É a natureza ondulatória da luz que limita a resolução das lentes. Aparentemente, ninguém até hoje tentou calcular o imageamento das ondas de luz na lente olho-de-peixe de Maxwell. Esta nova pesquisa prova que a lente olho-de-peixe tem, em princípio, resolução ilimitada e, como ela não depende de um índice negativo de refração, ela também poderá funcionar na prática," explica o Dr. Leonhardt, atualmente na Universidade de St. Andrews, na Inglaterra.

"A teoria foi inspirada pelas ideias de invisibilidade onde a luz é dobrada ao redor de objetos para fazê-los desaparecer. Aqui as ideias por trás da invisibilidade são aplicadas para criar uma imagem perfeita," diz ele.

Alforria para os chips

Embora, por enquanto, o trabalho seja puramente teórico, ele representa uma notícia entusiasmadora para o mundo da informática e dos fabricantes de microprocessadores. A resolução das lentes usadas nos processos de fotolitografia para escavar os componentes eletrônicos nos blocos de silício é um grande entrave para a fabricação de transistores cada vez menores.

As lentes por si só não serão capazes de permitir a superação dos limites físicos da construção dos componentes eletrônicos em nanoescala, mas darão aos fabricantes a liberdade para adensar sua distribuição, fabricando-os em estruturas mais compactas, acomodando bilhões dos menores transistores possíveis no interior dos chips.

Agora é a vez dos chamados físicos experimentalistas que, com a teoria em mãos, tentarão colocar a ideia em prática.

Bibliografia:

Perfect imaging without negative refraction
Ulf Leonhardt
New Journal of Physics
29 September 2009
Vol.: 11 (2009) 093040 (13pp)
DOI: 10.1088/1367-2630/11/9/093040




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