A atividade óptica em moléculas quirais se tornou um tema quente na física e na óptica, representando a capacidade de manipular o estado polarizado da luz. Compreender como as moléculas giram no plano da luz polarizada no plano tem aplicações generalizadas, da química analítica à biologia e medicina - onde pode, por exemplo, ser usado para detectar a quantidade de açúcar em uma substância. Um novo estudo publicado em EPJ B por Chengping Yin, do Laboratório Provincial de Guangdong de Engenharia Quântica e Materiais Quânticos, Sul da China, visa derivar um modelo analítico de atividade óptica em fósforo preto sob um campo magnético externo.

Yin e seus colegas autores fizeram experiências com fósforo preto - uma forma termodinamicamente estável de fósforo em temperatura e pressão ambiente, sintetizado pela primeira vez em 1914 - em um único, camada compactada de átomos ou uma monocamada. Os pesquisadores descobriram que, além da forte atividade óptica esperada, diferença de dicroísmo-transmitância entre luz polarizada circularmente à esquerda e à direita - e birrefringência circular, eles poderiam ajustar os fenômenos criados pela alteração do campo magnético aplicado.

A equipe chegou a suas conclusões derivando um método analítico para calcular a atividade óptica em uma monocamada de fósforo preto sob um campo magnético externo. Eles foram então capazes de obter resultados que mostram como a atividade óptica pode ser alterada mudando o ângulo de incidência da luz incidente e ajustando a magnitude do campo magnético aplicado.

Os resultados discutidos no artigo mostram a atividade óptica em conformidade com a observada anteriormente em metamateriais quirais - material projetado para ter uma propriedade que não é encontrada em materiais de ocorrência natural. Além disso, eles descobriram que a transmitância da co-polarização aumentava com a freqüência angular. A equipe explica que a razão para isso é que a condutividade do fósforo preto da monocamada diminui com o aumento da frequência angular, resultando em uma interação mais fraca com a luz incidente.

Os pesquisadores dizem que suas descobertas podem ter aplicações em óptica de polarização, estereoquímica - o estudo do arranjo espacial relativo dos átomos que formam a estrutura das moléculas e sua manipulação - e biologia molecular.