A dispersão das ondas aparece praticamente em todos os lugares da vida cotidiana - desde conversas entre salas, às ondas do oceano quebrando em uma costa, desde o pôr do sol colorido, para ondas de radar refletindo de aeronaves. Os fenômenos de dispersão também aparecem em domínios tão diversos como a mecânica quântica e a gravitação. De acordo com Pavel Ginzburg, professor da Escola de Engenharia Elétrica da Universidade de Tel Aviv, esses fenômenos tornam-se especialmente interessantes quando as ondas em questão encontram um objeto em movimento.

O efeito Doppler cotidiano é familiar - testemunhado como a mudança audível no tom que ocorre, por exemplo, à medida que a sirene de um carro de bombeiros se aproxima, passa, e retrocede. A ideia de que a frequência observada de uma onda depende da velocidade relativa da fonte e do observador, um aspecto popularizado da teoria da relatividade de Einstein, acarreta implicações cósmicas para o efeito Doppler, particularmente para ondas de luz. Agora, parece que entre a relatividade e o regime de ondas clássico (estacionário), existe outro regime de fenômenos ondulatórios, onde a memória influencia o processo de espalhamento.

O efeito de memória altera a assinatura da onda Doppler

Como demonstrado recentemente por uma equipe de cientistas liderada por Ginzburg, incluindo o autor principal Vitali Kozlov e os co-autores Sergey Kosulnikov e Dmytro Vovchuk, o efeito Doppler pode ser drasticamente alterado por memórias de interações de ondas anteriores. Especificamente, quando dipolos rotativos são dispostos para reter uma longa memória de interações anteriores com uma onda incidente, a assinatura Doppler exibe picos assimétricos no espectro espalhado. Em vez de desaparecer rapidamente, essas interações passadas duradouras afetam a evolução presente e futura do sistema em estudo.

"O efeito de memória recém-descoberto é universal, "observa Ginzburg, "Pode surgir em uma variedade de cenários relacionados a ondas - da ótica, onde os lasers são moléculas giratórias, para astronomia, onde dipolos rotativos podem aproximar estrelas de nêutrons. "Embora o efeito seja universal, Ginzburg observa que nem todo dispersor possui uma memória longa. "O efeito é introduzido propositalmente, por exemplo, com circuitos concentrados no caso de aplicações eletromagnéticas, "explica Ginzburg. Ele especula que o efeito memória pode contribuir para aumentar a eficiência da identificação e classificação de alvos de radar, entre outras aplicações, como a radiometria estelar.

A equipe de Ginzburg decidiu responder à questão de saber se existe "um regime de interação negligenciado, que por um lado não requer velocidades relativísticas, mas por outro lado não pode ser explicado diretamente com a física estacionária clássica. "A equipe escolheu um caso simples de um dipolo giratório como um modelo matemático que é" capaz de descrever propriedades de muitos objetos reais , como quasares em astronomia ou lâminas rotativas de um helicóptero em aplicações de radar, "de acordo com Ginzburg.

Os pesquisadores esperam que esses efeitos de memória recentemente demonstrados sejam usados ​​para avançar nossa compreensão do universo ao nosso redor e ajudar a dar origem a novas aplicações tecnológicas que tiram proveito de materiais de memória longa para imprimir assinaturas de movimento em ondas dispersas.