O laser óptico cresceu para um mercado de tecnologia global de US $ 10 bilhões desde que foi inventado em 1960, e levou ao prêmio Nobel de Art Ashkin pelo desenvolvimento de pinça óptica e Gerard Mourou e Donna Strickland pelo trabalho com lasers pulsados. Agora, um pesquisador do Rochester Institute of Technology se uniu a especialistas da University of Rochester para criar um tipo diferente de laser - um laser para som, usando a técnica de pinça óptica inventada por Ashkin.

Na mais nova edição da Nature Photonics , os pesquisadores propõem e demonstram um laser de fônon usando uma nanopartícula levitada opticamente. Um fônon é um quantum de energia associado a uma onda sonora e uma pinça óptica testa os limites dos efeitos quânticos isoladamente e elimina distúrbios físicos do ambiente circundante. Os pesquisadores estudaram as vibrações mecânicas da nanopartícula, que é levitado contra a gravidade pela força da radiação no foco de um feixe de laser óptico.

"Medir a posição da nanopartícula detectando a luz que ela espalha, e alimentar essa informação de volta para o feixe da pinça nos permite criar uma situação semelhante à do laser, "disse Mishkat Bhattacharya, professor associado de física da RIT e pesquisador teórico de óptica quântica. "As vibrações mecânicas tornam-se intensas e entram em perfeita sincronia, assim como as ondas eletromagnéticas que emergem de um laser óptico. "

Como as ondas que emergem de um apontador laser estão sincronizadas, o feixe pode viajar uma longa distância sem se espalhar em todas as direções - ao contrário da luz do sol ou de uma lâmpada. Em um laser óptico padrão, as propriedades da saída de luz são controladas pelo material do qual o laser é feito. Interessantemente, no laser de fônon, os papéis da luz e da matéria são invertidos - o movimento da partícula material agora é governado pelo feedback óptico.

"Estamos muito entusiasmados para ver quais serão os usos deste dispositivo - especialmente para detecção e processamento de informações, dado que o laser óptico tem tantos, e ainda evoluindo, formulários, "disse Bhattacharya. Ele também disse que o laser de fônon promete permitir a investigação da física quântica fundamental, incluindo a engenharia do famoso experimento mental do gato de Schrödinger, que pode existir em dois lugares simultaneamente.

Bhattacharya colaborou com o grupo experimental liderado por Nick Vamivakas no Instituto de Óptica da Universidade de Rochester. A equipe teórica de Bhattacharya no artigo consistia em pesquisadores de pós-doutorado da RIT Wenchao Ge e Pardeep Kumar, enquanto Vamivakas liderou os atuais alunos de graduação da UR Robert Pettit e Danika Luntz-Martin, o ex-aluno de graduação Levi Neukirch e o associado de pós-doutorado Justin Schultz.