Nanotecnologia

A luz que aciona o interruptor

A luz que aciona o interruptor
A chave mecânica acionada por luz poderá se tornar a base de um bit de memória de um computador óptico. [Imagem: M. Bagheri et al.]

Apertar um interruptor para acender uma lâmpada é algo trivial, ainda que um tanto arcaico em tempos de "tudo sem fios".

Já usar a luz para acionar um interruptor - uma chave mecânica - está no outro extremo dos feitos científicos, que logo poderão se traduzir em aplicações tecnológicas.

A força da luz

Este feito - usar a luz para acionar uma chave mecânica - acaba de ser realizado por Mahmood Bagheri e seus colegas da Universidade de Yale, nos Estados Unidos.

O feito segue a mesma linha de uma série de experimentos recentes, que estão mostrando a possibilidade de interação entre os fenômenos clássicos e quânticos - mais especificamente, entre os fenômenos ópticos e os fenômenos mecânicos.

Como sempre acontece nas áreas emergentes, esta nova realização é mais simples e mais prática.

Os pesquisadores usaram a luz de um laser para "bombear" energia para uma minúscula barra de silício, fazendo-a chavear entre duas configurações físicas estáveis - uma descrição caprichada para um interruptor mecânico.

Nanoponte

A barra, estendida sobre dois suportes, de forma parecida com uma ponte, mede 10 micrômetros de comprimento, 500 nanômetros de largura e 110 nanômetros de espessura.

Pode parecer pequeno, e realmente é, mas essa ponte é uma obra faraônica quando comparada com as dimensões dos objetos quânticos normalmente "acionados" por fótons.

A ponte propriamente dita é um pouco maior do que o "vale" que ela cobre. Desta forma, ela pode ficar arqueada para cima ou para baixo, como a carta de um baralho presa entre dois dedos.

O truque foi usar a luz para mudar de uma posição para outra de forma controlada, o que foi feito de forma similar à técnica usada recentemente por outra equipe para atingir o estado quântico fundamental.

Pista de luz

A ponte foi construída de forma a fazer parte de uma pista oval por onde a luz pode se transmitida em duas faixas separadas - a pista inteira é uma "cavidade óptica".

Se a ponte estiver na posição "para baixo", os pesquisadores disparam luz com um comprimento de onda menor - mais energético -, o que bombeia energia para a ponte, fazendo-a aquecer-se, expandir-se e curvar para cima.

Para fazê-la "desligar-se" novamente, aplica-se luz de um comprimento de onda ligeiramente maior - menos energético - do que o exigido para aquela posição, o que resfria a ponte e a faz arquear para baixo.

Segundo os pesquisadores, este mecanismo, que funciona a temperatura ambiente, poderá se tornar a base de um bit de memória de um computador óptico.

Mas ele deverá ser usado muito antes no campo da nascente optomecânica - mecanismos controlados por luz - que até agora dependia inteiramente de dispositivos vibrantes - literalmente.

Bibliografia:

Dynamic manipulation of nanomechanical resonators in the high-amplitude regime and non-volatile mechanical memory operation
Mahmood Bagheri, Menno Poot, Mo Li, Wolfram P. H. Pernice, Hong X. Tang
Nature Nanotechnology
23 October 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2011.180




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