Luz lquida apresenta “comportamento social” e poder de deciso


Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 07/10/2021

Luz l

Unidade lgica bsica da luz “comportando-se socialmente”, como dizem os pesquisadores.
[Imagem: Mario Vretenar et al. – 10.1038/s41467-021-26087-0]

Luz lquida

As partculas de luz, os ftons, podem realmente se condensar e se comportar como luz lquida, algo que j vem sendo explorado para criar molculas de luz e testar qubits lquidos para computadores qunticos.

Foi difcil viabilizar um experimento para demonstrar essa curiosidade da luz na prtica, mas a teoria uma velha conhecida: A luz lquida nada mais do que uma verso do condensado de Bose-Einstein, previsto h mais de 100 anos.

A novidade agora que pesquisadores holandeses conseguiram produzir luz lquida a temperatura ambiente – no mais prximo do zero absoluto ou dentro de um semicondutor, como nos experimentos anteriores.

Segundo Mario Vretenar e colegas da Universidade de Twente, isso significa que os ftons “de certa forma, demonstram comportamento social”.

Luz com comportamento social

O experimento consiste em um microespelho dotado de canais nos quais os ftons realmente fluem como um lquido. Nesses canais, os ftons tentam ficar juntos, formando um grupo e escolhendo o caminho que leva s menores perdas.

A estrutura conhecida como “interfermetro Mach-Zehnder“, no qual um canal se divide em dois canais e depois se rene novamente. Esses interfermetros so usados para demonstrar a natureza de onda dos ftons, onde um fton pode estar em ambos os canais ao mesmo tempo.

Tudo comeou a ficar mais interessante quando, no ponto de reunificao, os ftons se depararam com duas opes: A luz podia pegar um canal cuja extremidade estava aberta ou um canal cuja extremidade estava fechada.

O que a equipe descobriu que a luz lquida tem a capacidade de “decidir” por si mesma qual caminho seguir, ajustando sua frequncia de oscilao. Nesse caso, os ftons tentam ficar juntos escolhendo o caminho que leva s perdas mais baixas – o canal com a extremidade fechada.

“Voc pode chamar isso de ‘comportamento social’,” disse o professor Jan Klrs – outros tipos de bsons, como frmions, preferem ficar separados.

Luz l

Os ftons apresentam comportamentos bem definidos e muito diferentes dos de outras partculas.
[Imagem: Mario Vretenar et al. – 10.1038/s41467-021-26087-0]

Poder de deciso da luz

Muito mais do que uma curiosidade cientfica, esse componente fotnico onde a luz “toma uma deciso” significa a possibilidade de criao de uma nova arquitetura de computao baseada na luz.

Isto porque a capacidade da luz lquida de “decidir” entre caminhos seguindo regras bem determinadas (a busca pelo caminho de menor perda) permite que esses pequenos interfermetros funcionem como portas lgicas.

Em outras palavras, essas microestruturas fotnicas podem ser usadas como unidades bsicas em um sistema de computao que resolve problemas matemticos complexos – como o problema do “caixeiro-viajante” – usando apenas luz, o que significa que tudo vai funcionar muito rpido.

Bibliografia:

Artigo: Modified Bose-Einstein condensation in an optical quantum gas
Autores: Mario Vretenar, Chris Toebes, Jan Klaers
Revista: Nature Communications
Vol.: 12, Article number: 5749
DOI: 10.1038/s41467-021-26087-0

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