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Uma equipe internacional de cientistas está repensando os princípios básicos da física da radiação com o objetivo de criar fontes de luz superbrilhantes. Em um novo estudo publicado em Fotônica da Naturezainvestigadores do Instituto Superior Técnico (IST), em Portugal, da Universidade de Rochester, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, e do Laboratoire d’Optique Appliquée, em França, propuseram formas de utilizar quasipartículas para criar fontes de luz tão poderosas como as mais avançadas. existente hoje, mas muito menor.
As quasipartículas são formadas por muitos elétrons movendo-se em sincronia. Eles podem viajar a qualquer velocidade – até mais rápido que a luz – e resistir a forças intensas, como aquelas próximas a um buraco negro.
“O aspecto mais fascinante das quasipartículas é a sua capacidade de se moverem de maneiras que não seriam permitidas pelas leis da física que regem as partículas individuais”, diz John Palastro, cientista sênior do Laboratório de Laser Energética, professor assistente no Departamento de Mecânica. Engenharia e professor associado do Instituto de Óptica.
Palastro e seus colegas estudaram as propriedades únicas das quasipartículas em plasmas, executando simulações computacionais avançadas em supercomputadores disponíveis através da Empresa Comum Europeia de Computação de Alto Desempenho. Eles veem aplicações promissoras para fontes de luz baseadas em quasipartículas, incluindo imagens não destrutivas para varredura de vírus, compreensão de processos biológicos como a fotossíntese, fabricação de chips de computador e exploração do comportamento da matéria em planetas e estrelas.
“A flexibilidade é enorme”, afirma Bernardo Malaca, estudante de doutoramento no IST e principal autor do estudo. “Mesmo que cada elétron execute movimentos relativamente simples, a radiação total de todos os elétrons pode imitar a de uma partícula que se move mais rápido que a luz ou de uma partícula oscilante, mesmo que não exista localmente um único elétron que seja mais rápido que a luz ou uma partícula oscilante. elétron.”
As fontes de luz baseadas em quasipartículas podem ter uma vantagem distinta sobre as formas existentes, como os lasers de elétrons livres, que são escassos e massivos, tornando-os impraticáveis para a maioria dos laboratórios, hospitais e empresas. Com a teoria proposta no estudo, as quasipartículas poderiam produzir luz incrivelmente brilhante com apenas uma pequena distância a percorrer, potencialmente desencadeando avanços científicos e tecnológicos generalizados em laboratórios de todo o mundo.
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