Raio trator a laser puxa objetos macroscpicos

Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 12/01/2023

Raio trator ptico

Pesquisadores chineses desenvolveram uma tcnica capaz de usar a luz de um laser para puxar um objeto grande, visvel a olho nu.

Embora os raios tratores pticos – base de luz – venham sendo desenvolvidos h mais de uma dcada, eles conseguiam atuar apenas sobre partculas microscpicas.

Esta inovao os coloca mais prximos dos mais avanados raios tratores snicos, que tambm j puxam objetos macroscpicos – existem ainda os raios tratores aquticos, baseados em ondas mecnicas.

A luz contm energia e momento que podem ser usados para vrios tipos de manipulao ptica, como levitao e rotao. As pinas pticas, por exemplo, premiadas com o Nobel de Fsica de 2018, so instrumentos cientficos comumente usados que usam luz laser para segurar e manipular objetos minsculos, como tomos ou clulas. E h tambm vrios outros empregos para a chamada presso de radiao da luz.

Nos ltimos dez anos, contudo, os cientistas tm trabalhado em um novo tipo de manipulao ptica: Usar o laser para criar um raio trator ptico, capaz de puxar objetos.

Raio trator em Marte

A tcnica usada por Lei Wang e seus colegas da Universidade de Cincia e Tecnologia de QingDao no se voltou exatamente para a fotnica, mas para o material sobre o qual o raio trator de luz consegue atuar.

Eles projetaram uma estrutura composta de grafeno e dixido de silcio (SiO₂) que, quando irradiada com um laser, produz uma diferena de temperatura invertida, o que significa que o lado oposto ao laser fica mais quente – o SiO₂ um vidro transparente, por isso aquece menos do que o grafeno, que absorve a luz. Com isto, as molculas de gs na parte de trs do objeto recebem mais energia, empurrando o objeto em direo fonte de luz.

Como o efeito pequeno, os pesquisadores colocaram seu material em um ambiente com baixa presso de ar. O ambiente de gs rarefeito ento permitiu produzir uma fora de trao do laser forte o suficiente para mover a pequena tira de grafeno-SiO₂.

Usando o material para montar um pndulo de toro, os pesquisadores demonstraram o fenmeno de puxar usando laser de uma maneira que era visvel a olho nu. Eles ento usaram um pndulo de gravidade tradicional para medir quantitativamente a fora de trao do laser. Ambos os dispositivos tinham cerca de cinco centmetros de comprimento.

“Nossa tcnica fornece uma abordagem de trao sem contato e de longa distncia, que pode ser til para vrios experimentos cientficos,” disse Wang. “O ambiente de gs rarefeito que usamos para demonstrar a tcnica semelhante ao encontrado em Marte. Portanto, ela tem potencial para um dia manipular veculos ou aeronaves em Marte.”

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