Pesquisadores da Chalmers University of Technology descobriram por que há um limite de velocidade para a rapidez com que as propriedades da luz podem ser alteradas com a ajuda de materiais especialmente projetados. Este novo entendimento pode apontar o caminho a seguir para a próxima geração de eletrônicos de consumo, como relógios inteligentes, telas e vidros. Crédito:Sophie Viaene e Vincent Ginis
Os limites de velocidade não se aplicam apenas ao tráfego. Existem limitações no controle da luz também, em comutadores ópticos para tráfego de internet, por exemplo. Os físicos da Chalmers University of Technology agora entendem por que não é possível aumentar a velocidade além de um certo limite - e conhecem as circunstâncias nas quais é melhor optar por uma rota diferente.
A luz e outras ondas eletromagnéticas desempenham um papel crucial em quase todos os aparelhos eletrônicos modernos, por exemplo, em nossos telefones celulares. Nos últimos anos, os pesquisadores desenvolveram materiais especiais artificiais - conhecidos como metamateriais optomecânicos - que superam as limitações inerentes aos materiais naturais, a fim de controlar as propriedades da luz com um alto grau de precisão.
Por exemplo, os chamados interruptores ópticos são usados para alterar a cor ou a intensidade da luz. No tráfego da Internet, esses interruptores podem ser ligados e desligados até 100 bilhões de vezes em um único segundo. Mas, além disso, a velocidade não pode ser aumentada mais. Esses materiais especiais exclusivos também estão sujeitos a esse limite.
"Os pesquisadores tinham grandes esperanças de alcançar velocidades cada vez mais altas em comutadores ópticos, desenvolvendo ainda mais os metamateriais optomecânicos. Agora sabemos por que esses materiais não conseguiram superar a tecnologia existente no tráfego da Internet e nas redes de comunicação móvel. "diz Sophie Viaene, pesquisador de nanofotônica do Departamento de Física da Chalmers.
Os pesquisadores da Chalmers, Sophie Viaene e Philippe Tassin, publicaram recentemente seus resultados de pesquisa em nanofotônica no respeitado jornal Cartas de revisão física . Eles determinaram que direção tomar em sua área de pesquisa. Crédito:Mia Halleröd Palmgren / Chalmers University of Technology
Para descobrir por que existem limites de velocidade e o que eles significam, Viaene saiu do campo da ótica e analisou o fenômeno usando o que é denominado de dinâmica não linear em sua tese de doutorado. A conclusão a que chegou é que é necessário escolher uma rota diferente para contornar os limites de velocidade:em vez de controlar uma superfície inteira de uma vez, a interação com a luz pode ser controlada de forma mais eficiente, manipulando uma partícula de cada vez. Outra forma de resolver o problema é permitir que o material especial permaneça em movimento constante a uma velocidade constante e medir as variações desse movimento.
Mas Viaene e seu supervisor, Professor Associado Philippe Tassin, dizem que o limite de velocidade não representa um problema para todos os aplicativos. Não é necessário alterar as propriedades da luz em velocidades tão altas para telas e vários tipos de monitores. Portanto, há um grande potencial para o uso desses materiais especiais aqui, uma vez que são finos e podem ser flexíveis.
Seus resultados determinaram a direção que os pesquisadores devem tomar nesta área de pesquisa, e o artigo científico foi publicado recentemente na conceituada revista Cartas de revisão física . O caminho agora está aberto para os relógios cada vez mais inteligentes, telas e vidros do futuro.
"O limite de velocidade de comutação não é um problema em aplicações onde vemos a luz, porque nossos olhos não reagem tão rapidamente. Vemos um grande potencial para metamateriais optomecânicos no desenvolvimento de finos, dispositivos flexíveis para tecnologia de visualização interativa, "diz Tassin, professor associado do Departamento de Física da Chalmers.
