p Partículas transparentes com índices de refração extraordinariamente altos podem se tornar quase invisíveis em comprimentos de onda maiores do que o tamanho da partícula, um estudo teórico liderado por A * STAR mostrou. A descoberta desafia a sabedoria aceita sobre os limites da dispersão de luz e visibilidade, e pode levar a uma nova classe de materiais 'invisíveis'. p A dispersão da luz solar das moléculas de gás na atmosfera é o que faz o céu parecer azul, permitindo-nos ver efetivamente o que seria outro meio transparente. Este processo, conhecido como espalhamento de Rayleigh, ocorre quando as moléculas ou partículas são menores do que o comprimento de onda da luz que as atinge. Há muito tempo é aceito que todas as partículas passam por espalhamento de Rayleigh, e que a quantidade mínima de espalhamento ocorre quando o índice de refração - uma medida da 'lentidão' da luz que passa por um meio em comparação com o vácuo - é menor que dois. Água, ar e vidro atendem a esta condição, sugerindo que a dispersão de Rayleigh que torna o céu azul é o estado menos visível fisicamente alcançável.

p Boris Luk'yanchuk e colegas do A * STAR Data Storage Institute, em colaboração com pesquisadores da Australian National University, agora perturbaram esse status quo com a descoberta de que o espalhamento de Rayleigh pode ser suprimido em partículas transparentes em comprimentos de onda maiores do que a escala de partícula se seu índice de refração for extraordinariamente alto.

p "Tem havido muitas tentativas de reduzir a dispersão, "diz Luk'yanchuk." Por exemplo, a supressão da reflexão posterior dos sinais de radar tem sido amplamente estudada como parte do desenvolvimento da tecnologia furtiva. No entanto, mesmo partículas transparentes muito pequenas têm algum grau de dispersão. Conseguimos revelar um novo fenômeno que poderia ser usado para projetar materiais óticos ultra-transparentes. "

p O espalhamento de Rayleigh ocorre quando a luz é absorvida por uma molécula - produzindo uma separação de cargas positivas e negativas conhecida como dipolo elétrico - e reemitida pelo dipolo com a mesma energia. Isso pode ocorrer em todos os comprimentos de onda, mas é mais eficiente em comprimentos de onda curtos, é por isso que o céu é mais azul (comprimento de onda curto) do que vermelho (comprimento de onda longo).

p "Em nosso estudo teórico, descobrimos que, para materiais de índice de refração muito alto, a contribuição do dipolo elétrico torna-se cada vez menor, "explica Luk'yanchuk." Especificamente, descobrimos que o modo dipolo elétrico em pequenas partículas de tais materiais é suprimido pelo surgimento de outro modo dipolo, resultando em espalhamento ultra fraco abaixo do limite de Rayleigh. O desafio agora é encontrar ou desenvolver materiais com um índice de refração alto o suficiente no comprimento de onda de interesse para suprimir o espalhamento de Rayleigh. "