Físicos descobrem uma nova forma de luz

Redação do Site Inovação Tecnológica -  30/05/2016

A roda fotônica é outra descoberta recente na área e que também envolve o momento angular da luz.[Imagem: Peter Banzer/MPI for the Science of Light]

Meio momento angular

Físicos descobriram uma nova forma de luz, o quem tem impacto não apenas sobre a nossa compreensão da natureza fundamental da luz, mas também em áreas como a tecnologia da informação quântica, os raios tratores, a luz torcida e várias outras.

Uma das características mensuráveis de um feixe de luz é conhecida como momento angular, um valor que essencialmente mede o quanto algo está girando.

Até agora, os físicos acreditavam que, em todas as formas de luz, o momento angular seria um múltiplo da constante de Planck, a constante física que define a escala dos efeitos quânticos.

Luz em duas dimensões

Kyle Ballantine, do Trinity College de Dublin, na Irlanda, desenvolveu um aparato especial para confinamento da luz em duas dimensões que agora permitiu demonstrar que o momento angular de cada fóton pode assumir apenas metade do valor da constante de Planck.

Essa diferença, embora pequena, é profunda. Tanto que a equipe não fala de uma nova característica da luz, mas sim de uma nova forma de luz.

"Nós estamos interessados em descobrir como podemos mudar a forma como a luz se comporta, e como isso poderia ser útil. O que eu acho que é tão emocionante sobre este resultado é que, mesmo esta propriedade fundamental da luz, que os físicos sempre pensaram que era fixa, pode ser alterada," comentou o professor Paul Eastham.

Restrição dimensional

Os físicos teóricos têm especulado desde os anos 1980 a respeito de como a mecânica quântica funciona para partículas que são livres para se mover em apenas duas das três dimensões do espaço.

As teorias propõem que isso levaria a novas possibilidades muito estranhas, incluindo partículas cujos números quânticos são apenas frações dos valores esperados. Este trabalho mostra, pela primeira vez, que essas hipóteses são reais e que funcionam para a luz.

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Bibliografia:

There are many ways to spin a photon: Half-quantization of a total optical angular momentum
Kyle E. Ballantine, John F. Donegan, Paul R. Eastham
Science Advances
Vol.: 2, no. 4, e1501748
DOI: 10.1126/sciadv.1501748