p O laser é a fonte de luz perfeita - contanto que seja fornecido com energia, ele gera luz de um específico, cor bem definida. Contudo, também é possível criar seu oposto - um objeto que absorve perfeitamente a luz de uma determinada cor e dissipa a energia quase completamente. p Pesquisadores da TU Wien (Viena) desenvolveram um método para fazer uso desse efeito, mesmo em sistemas muito complicados nos quais as ondas de luz são espalhadas aleatoriamente em todas as direções. O método foi desenvolvido em Viena com a ajuda de simulações de computador, e confirmado por experiências em cooperação com a Universidade de Nice. Isso abre novas possibilidades para todas as disciplinas técnicas relacionadas ao fenômeno das ondas. O novo método já foi publicado na revista Natureza .

p Estruturas aleatórias que absorvem ondas

p "Todos os dias, lidamos com ondas que se espalham de uma forma complicada - pense em um sinal de celular que é refletido várias vezes antes de chegar ao seu celular, "diz o Prof. Stefan Rotter, do Instituto de Física Teórica da TU Viena." Os chamados lasers aleatórios fazem uso desse espalhamento múltiplo. Esses lasers exóticos têm um complicado, estrutura interna aleatória e irradiam uma estrutura muito específica, padrão de luz individual quando fornecido com energia. "

p Com cálculos matemáticos e simulações de computador, A equipe de Rotter pode mostrar que esse processo também pode ser revertido com o tempo. Em vez de uma fonte de luz que emite uma onda específica, dependendo de sua estrutura interna aleatória, também é possível construir o absorvedor perfeito, que dissipa completamente um tipo específico de onda, dependendo de sua estrutura interna característica, sem deixar escapar nenhuma parte dele. Isso pode ser imaginado como fazer um filme de um laser normal enviando luz laser, e reproduzindo ao contrário.

p "Por causa dessa analogia de reversão de tempo com um laser, este tipo de absorvedor é chamado de anti-laser, "diz Stefan Rotter." Até agora, tais anti-lasers só foram realizados em estruturas unidimensionais, que são atingidos por luz laser de lados opostos. Nossa abordagem é muito mais geral. Fomos capazes de mostrar que mesmo estruturas arbitrariamente complicadas em duas ou três dimensões podem absorver perfeitamente uma onda especialmente adaptada. Dessa maneira, o conceito pode ser usado para uma ampla gama de aplicações. "

p O absorvedor de ondas perfeito

p O principal resultado do projeto de pesquisa:Para cada objeto que absorve ondas de forma suficientemente forte, uma certa forma de onda pode ser encontrada, que é perfeitamente absorvido por este objeto. "Contudo, seria errado imaginar que o absorvedor só precisa ser forte o suficiente para engolir todas as ondas que chegam, "diz Stefan Rotter." Em vez disso, há um processo de espalhamento complexo no qual a onda incidente se divide em muitas ondas parciais, que então se sobrepõem e interferem entre si de tal forma que nenhuma das ondas parciais pode sair no final. "Um absorvedor fraco no anti-laser é suficiente - por exemplo, uma antena simples captando a energia das ondas eletromagnéticas.

p Para testar seus cálculos, a equipe trabalhou junto com a Universidade de Nice. Kevin Pichler, o primeiro autor do Natureza publicação, que atualmente está trabalhando em sua dissertação na equipe de Stefan Rotter, passou várias semanas com o Prof. Ulrich Kuhl na Universidade de Nice para colocar a teoria em prática usando experimentos de micro-ondas. "Na realidade, é um pouco incomum para um teórico realizar o experimento, "diz Kevin Pichler." Para mim, Contudo, foi particularmente emocionante poder trabalhar em todos os aspectos deste projeto, da concepção teórica à sua implementação em laboratório. "

p O "Random Anti-Laser" construído em laboratório consiste em uma câmara de microondas com uma antena central de absorção, rodeado por cilindros de Teflon dispostos aleatoriamente. Semelhante a pedras em uma poça d'água, em que as ondas de água são desviadas e refletidas, esses cilindros podem espalhar as microondas e criar um padrão de onda complicado. "Primeiro, enviamos microondas de fora através do sistema e medimos exatamente como elas voltam, "explica Kevin Pichler." Sabendo disso, a estrutura interna do dispositivo aleatório pode ser totalmente caracterizada. Então é possível calcular a onda que é completamente engolida pela antena central com a força de absorção correta. Na verdade, ao implementar este protocolo no experimento, encontramos uma absorção de aproximadamente 99,8% do sinal incidente. "

p A tecnologia anti-laser ainda está em seu estágio inicial, mas é fácil pensar em aplicações potenciais. "Imagine, por exemplo, que você pode ajustar o sinal de um telefone celular exatamente da maneira certa, para que seja perfeitamente absorvido pela antena do seu celular, "diz Stefan Rotter." Também na medicina, frequentemente lidamos com a tarefa de transportar a energia das ondas para um ponto muito específico - como ondas de choque quebrando uma pedra nos rins. "