Semelhante ao olho de um furacão, físicos do instituto de pesquisa AMOLF, a Universidade de Amsterdã e a Universidade do Texas em Austin, capturaram luz no olho de um vórtice óptico. A pesquisa será publicada no dia 4 de junho. ^º no jornal principal Nature Photonics .

"A luz pode se mover em qualquer direção, mas não o faz, "diz o pesquisador Hugo Doeleman do grupo AMOLF Resonant Nanophotonics e da Universidade de Amsterdã." É um fenômeno estranho. É como prender a luz em uma prisão com paredes invisíveis. "Esse fenômeno, que os renomados físicos Von Neumann e Wigner previram para os elétrons em 1929, também foi encontrada para ocorrer na luz. No jargão da pesquisa, é chamado de estado vinculado no continuum (BIC). Um BIC ocorre quando as ondas de luz são capturadas e permanecem em algum lugar sem nada se opondo ao seu movimento. "A luz pode escapar, mas isso não acontece, "diz Doeleman.

Em 2014, um grupo de pesquisadores do MIT, Harvard, e Yale previu que esses BICs são o centro de uma espécie de vórtice óptico. Doeleman e seus colegas Wouter den Hollander e Femius Koenderink provaram experimentalmente a existência de tal vórtice. Eles conseguiram produzir um BIC e demonstrar que a luz é capturada em um vórtice de polarização, como previsto:a luz é capturada no olho da tempestade. Os pesquisadores de Amsterdã trabalharam em estreita colaboração com dois pesquisadores dos Estados Unidos, Francesco Monticone (agora na Cornell University) e Andrea Alù (agora na City University of New York) para entender como o vórtice capta a luz.

Para produzir um BIC, uma amostra é necessária com dois canais ópticos que dispersam a luz laser de entrada. A amostra produzida na AMOLF consistia em uma fileira de bastões de nitreto de silício em miniatura em uma membrana de vidro fina. Devido à interferência causada pela estrutura da amostra, uma forma de vórtice surge na direção de polarização da luz. Isso ocorre em torno do ponto onde a luz é capturada - o olho. A equipe desenvolveu um modelo que mostra o que aconteceu em sua amostra. “A maquete revela que esta parede invisível, que a luz não pode passar, surge exatamente quando as ondas de luz espalhadas pelos dois canais interferem destrutivamente. Esta é precisamente a condição que define o olho da tempestade. "

O aspecto mais impressionante é que o vórtice torna o BIC robusto, disse Doeleman. "Enquanto houver um vórtice, há um olho. Pequenas imperfeições podem deslocar ou deformar o vórtice, mas o olho se move com ele. Comparável a quando um furacão se move, o olho se move com ele. Somente se o vórtice desaparecer completamente, o BIC também desaparecerá. "Isso será útil para aplicações em fotônica, pois significa que o BIC é tolerante a aberrações que sempre ocorrem.

A longo prazo, Os BICs podem ser úteis para fabricar pequenos lasers. Doeleman:"Para fazer um bom laser, você deve ser capaz de capturar a luz por algum tempo e concentrá-la. "Um laser tão pequeno pode então ser colocado em um chip fotônico." isso é algo a longo prazo. Por enquanto, somos fascinados principalmente pelo fenômeno real. Estamos no início da descoberta do que os BICs podem fazer. "