Em um laboratório da USC, Mercedeh Khajavikhan projeta novas estruturas que mudam a forma da luz conforme ela é transportada. Ela cria estruturas inovadoras em um campo da ciência chamado fotônica. O trabalho dela é importante porque afeta muitas coisas do dia a dia, incluindo lasers para imagem e detecção, cabos de fibra óptica para comunicações avançadas e chips de computador para aumentar a capacidade de processamento a um nível que as gerações anteriores não poderiam ter sonhado.

Alcançamos Khajavikhan, o IBM Early Career Chair e professor associado de engenharia elétrica e de computação na USC Viterbi School of Engineering, para falar sobre o projeto em que sua equipe está trabalhando.

Em que trabalhas?

Nosso laboratório conduz pesquisas que combinam teorias de ponta em matemática e física com fotônica para criar novos projetos de engenharia que moldam a luz de maneiras que não poderíamos fazer sem casar os dois campos.

O que é fotônica?

A fotônica é um campo relativamente novo da ciência com cerca de 100 anos. É tudo uma questão de luz:novos tipos de lasers, fluxos holográficos, luz que transmite informações, maneiras diferentes de projetar luz e usá-la em estruturas. É sobre a mudança de estruturas nos limites da óptica, que tudo deve ser simétrico. Se você passar por isso, então você terá novas oportunidades de fazer a luz se mover com mais eficiência do que os lasers padrão.

O que é um 'sistema fotônico ativo'?

Os sistemas fotônicos ativos são materiais usados ​​para manipular a luz, e são mais importantes para a vida moderna do que as pessoas imaginam. Em dispositivos médicos, eles podem ser usados ​​para melhorar a detecção e a coleta de dados. Quando implementado em semicondutores, eles aumentam muito o poder de computação. Eles desempenham um papel importante na navegação, onde os giroscópios fotônicos fornecem recursos GPS aprimorados. A luz pode até ser manipulada para transmissão óptica de dados. Na verdade, algumas novas formas de feixes de luz torcidos podem tornar a velocidade de nossas fibras ópticas atuais totalmente obsoleta.

Que tipo de empresa está interessada nesta pesquisa?

A fotônica desempenha um papel importante em tantas tecnologias, então você pode imaginar que muitos setores estão interessados; tudo desde comunicações, transporte e defesa, para entretenimento, saúde, e fabricação. É difícil imaginar muitas áreas da engenharia que não se beneficiem diretamente da pesquisa fotônica. Qualquer setor que você possa imaginar se beneficiaria diretamente de um setor menor, mais esperto, mais tecnologia programável - a fotônica é essencial para isso.

Uma área particular que se destaca é a fabricação de semicondutores. Hoje, os Estados Unidos correm o risco de ficar para trás de nossos concorrentes - com grandes implicações para nossa economia e segurança.

Qual é o seu objetivo na pesquisa?

Para mover as fronteiras da ciência. O que mais me interessa é adquirir conhecimento, porque conhecimento é uma coisa maravilhosa. Eu gosto do desafio, e fotônica é um campo onde você pode pressionar os limites para fazer luz não simétrica - o quanto você pode deformar sua estrutura e ainda manter sua forma.

O que o levou à engenharia em vez da física tradicional?

Eu queria ser um fisico, mas meu pai disse para estudar engenharia porque, do contrário, você acabaria como professor de ensino médio. Ao trabalhar em engenharia elétrica eletro-física, somos capazes de fazer aplicativos do mundo real. A USC é um bom lugar para isso porque há muitos professores.

Sobre o que é sua última pesquisa?

Publicamos um artigo em Física da Natureza que mostra como construímos uma forma de luz nunca antes vista. A criação de uma nova forma de luz pode ser considerada algo como escrever um novo algoritmo ou um novo código de computador; tem o potencial de levar a uma série de avanços tecnológicos, dependendo de quão criativo é o engenheiro. É possível nossa forma de luz, e outros gostam, um dia ajudará a mudar a natureza das comunicações, Informática, transporte ou qualquer outra indústria da qual a sociedade depende todos os dias.

Quanto melhor conseguirmos construir esses materiais, e quanto mais criativamente pensamos sobre eles, mais podemos fazer. Você pode pensar nos sistemas fotônicos como algo como Legos. Você pode construir muitas coisas incríveis com Legos, mesmo que as peças se conectem apenas nos dois lados e sempre da mesma maneira. Mas se um dia você inventasse peças que eram capazes de se conectar por todos os lados e se mover e mudar de cor, você seria capaz de fazer coisas que nunca imaginou. É isso que adoro nos sistemas fotônicos - cada nova estrutura que projetamos e cada novo material que construímos abre possibilidades antes inimagináveis.