p Um novo experimento publicado na Science mostra que características que são até 100 vezes menores que o comprimento de onda ainda podem ser detectadas pela luz. p Não podemos ver os átomos a olho nu porque eles são muito pequenos em relação ao comprimento de onda da luz. Este é um exemplo de uma regra geral em óptica - a luz é insensível a recursos que são muito menores do que o comprimento de onda óptico. Contudo, um novo experimento aparecendo em Ciência mostra que recursos que são até 100 vezes menores que o comprimento de onda ainda podem ser detectados pela luz.

p Hanan Sheinfux e Dr. Yaakov Lumer, do grupo do Prof. Moti Segev no Technion -Technical Institute of Israel, realizou este estudo em colaboração com o Dr. Guy Ankonina e o Prof. Guy Bartal (Technion) e o Prof. Azriel Genack (City University of New York).

p Seu trabalho examina uma pilha de camadas nanometricamente finas - cada camada tem em média 20, 000 vezes mais fina do que uma folha de papel. A espessura exata das camadas é propositalmente aleatória, e normalmente esta desordem nanométrica não deveria ter nenhuma importância física. Mas este experimento mostra que mesmo um aumento de espessura de 2 nm (~ 6 átomos) para uma única camada em algum lugar dentro da estrutura pode ser detectado se a luz iluminar a estrutura em um ângulo de incidência muito específico. Além disso, o efeito combinado de todas as variações aleatórias em todas as camadas manifesta um importante fenômeno físico chamado localização de Anderson, mas em um regime em que se acreditava ter efeitos cada vez menores.

p "Este trabalho demonstra que a luz pode ser capturada em estruturas muito mais finas do que o comprimento de onda da luz e que mudanças mínimas nesta estrutura são observáveis, "disse o Dr. Genack." Isso torna a estrutura altamente sensível ao ambiente. "

p A descoberta da localização do elétron em 1958, pelo qual Anderson recebeu o Prêmio Nobel em 1977, é o fenômeno em que a desordem transforma um sistema de condutor em isolante. Foi demonstrado que o fenômeno é um fenômeno ondulatório geral e aplica-se à luz e ao som, bem como aos elétrons. A localização de Anderson é um efeito notoriamente difícil de demonstrar em laboratório. Geralmente, a localização praticamente não tem efeito quando as características aleatórias de uma amostra são muito menores do que o comprimento de onda. De fato, o arranjo aleatório dos átomos em um meio desordenado como o vidro não é observável com a luz visível:o vidro parece completamente homogêneo, mesmo sob o melhor microscópio óptico. Contudo, o efeito de localização visto neste experimento recente é surpreendentemente potente.

p Como um análogo bruto da física que permite esses resultados, tente falar com um amigo na mesma sala com um motor barulhento. Uma maneira de ser ouvido é elevar sua voz acima do som do motor. Mas também pode ser possível falar se você conseguir encontrar um lugar tranquilo no meio do barulho, onde o som do motor é relativamente fraco. O som do motor é análogo à influência "média" das camadas e elevar a voz é o mesmo que usar desordem "forte" com componentes do tamanho do comprimento de onda. Contudo, este experimento demonstrou que tais estruturas exibem um "ponto excepcional" que é equivalente ao local silencioso da sala. É um ponto onde, mesmo se o distúrbio for fraco (nanométrico), o efeito médio da estrutura é ainda mais fraco. As partes do experimento realizadas nas proximidades deste ponto, portanto, mostram uma sensibilidade aumentada à desordem e exibem a localização de Anderson.

p Essas descobertas são uma prova de conceito que pode abrir caminho para novas aplicações importantes em sensoriamento. Esta abordagem pode permitir o uso de métodos ópticos para fazer medições de alta velocidade de defeitos nanométricos em chips de computador e dispositivos fotônicos.