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Materiais Avançados

Metamaterial dirige a luz por caminhos complexos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/09/2009

Metamaterial dirige a luz por caminhos complexos
Onda eletromagnética simulada ao longo do dispositivo, fazendo as curvas guiada pelas instruções do metamaterial.
[Imagem: Optics Express]

Guiando a luz

Em 2006, cientistas japoneses desenvolveram um cristal que permite fazer com que um feixe de luz faça curvas suaves, em vez das reflexões em ângulos precisos que se consegue com os espelhos.

Agora, cientistas da Universidade de Boston, nos Estados Unidos, adotaram uma abordagem diferente. Usando metamateriais, materiais de geometrias complexas produzidos artificialmente, eles criaram um dispositivo que permite que a luz viaje por um caminho de qualquer complexidade, fazendo inúmeras curvas.

As curvas que a luz faz no cristal japonês podem ser alteradas com a aplicação de uma tensão externa. Já o metamaterial criado pela equipe do professor Willie Padilla traça uma rota predefinida, com qualquer número de curvas. Segundo os pesquisadores, o novo metamaterial pode fazer com que um mesmo feixe de luz seja guiado para caminhos tão complexos quanto a fronteira de um país.

Nova técnica de mapeamento espacial

A descoberta utiliza os mesmos princípios dos experimentos de invisibilidade, indo um pouco além na medida que o feixe de luz pode contornar tanto objetos quanto espaços vazios.

Os pesquisadores desenvolveram um conjunto preciso de instruções que cria uma nova técnica de mapeamento do espaço, usando rotas descritas matematicamente em uma rede de múltiplas coordenadas.

Isso permite uma grande precisão e eficiência para guiar a luz ao longo de rotas complexas, que vão de uma simples curva de 90 graus até o perfil absolutamente irregular de uma região costeira.

Aplicações futuras

"Nosso método combina os novos efeitos da óptica transformacional com a comodidade da fabricação dos dispositivos usando materiais isolantes," explica Padilla. "Nós demonstramos que nossas estruturas são capazes de guiar a luz em praticamente qualquer formato arbitrário em uma faixa de frequências sem precedentes."

Construídos a partir de materiais compósitos, os metamateriais vêm apresentando efeitos impensáveis há poucos anos, como um índice negativo de refração, com inúmeras possibilidades de aplicações tecnológicas futuras.

Bibliografia:

Artigo: Guiding Light with Conformal Transformations
Autores: Nathan I. Landy, Willie J. Padilla
Revista: Optics Express
Vol.: 17, Issue 17, pp. 14872-14879
DOI: 10.1364/OE.17.014872






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