A figura mostra a propagação da luz medida experimentalmente:a luz inicialmente divergente é focalizada intermitentemente em uma minúscula região espacial por desordem. Depois de algum tempo, o sinal aparece de repente em uma posição totalmente diferente, aparentemente sem ter que atravessar o meio intermediário. Credit S. Weidemann, M. Kremer et al.
Professor Alexander Szameit e seu grupo de físicos da Universidade de Rostock, em colaboração com o professor Stefano Longhi da Universidade Politécnica de Milão, descobriu um comportamento novo e paradoxal das ondas de luz:apesar de estar confinado em um volume microscópico, um novo tipo de desordem permite que sinais ópticos apareçam repentinamente em regiões distantes. Esse transporte abrupto já havia sido considerado impossível, e desafia a compreensão atual das ondas de luz. Sua descoberta foi publicada recentemente na prestigiosa revista. Nature Photonics .
Em 1958, Phil Anderson surpreendeu a comunidade científica ao predizer que um condutor elétrico - como o cobre - de repente perderá sua condutividade e se tornará um isolante, assim que sua rede atômica é perturbada além de um nível crítico:no jargão dos físicos, "desordem" pode interromper o movimento livre dos elétrons e bloquear o fluxo de qualquer corrente elétrica através de um material anteriormente condutor.
Essa chamada 'localização de Anderson' está fora do escopo da física clássica, e apenas um tratamento mecânico quântico dos elétrons como partículas e ondas pode explicar a transição metal-isolante resultante dela. Hoje sabemos que esse efeito, pelo qual Phil Anderson ganhou uma parte do Prêmio Nobel de Física 1977, aplica-se em geral:A desordem pode igualmente suprimir a propagação de ondas sonoras ou mesmo feixes de luz.
Desde a faculdade, as propriedades intrigantes da luz e sua interação com a matéria fascinaram Alexander Szameit. Recentemente, o professor de Rostock e seus alunos de graduação Sebastian Weidemann e Mark Kremer fizeram uma descoberta surpreendente:todo sistema físico realista inevitavelmente troca energia com seu ambiente, e, assim que essa troca de energia se tornar desordenada, ondas (de luz) também podem se tornar localizadas. Esta nova classe de transtorno transcende o mecanismo que Phil Anderson considerou em 1958, uma vez que seus cálculos foram baseados na suposição de que nenhuma interação ocorre com o meio ambiente. Szameit explica:"Em nossos experimentos, pudemos observar claramente como a luz se concentra em pequenas regiões do espaço, assim que a troca de energia no ambiente se torna aleatória ".
À primeira vista, esses resultados pareciam ser meramente uma generalização da conhecida supressão do transporte. Contudo, para sua surpresa, os pesquisadores logo descobriram exatamente o oposto:"No início, não acreditamos em nossos olhos quando vimos como o ponto de luz mais brilhante parecia saltar de repente para regiões totalmente diferentes no espaço, de novo e de novo, embora a propagação de luz convencional devesse ter sido suprimida totalmente interrompida pelo distúrbio. "
Responsável por esse comportamento até então desconhecido das ondas de luz é a complexa troca de energia com o meio ambiente. O prof. Szameit diz:"Todas as dúvidas remanescentes desapareceram quando pudemos provar que esse efeito pode embaralhar sinais de luz entre pontos específicos em fibra óptica de 5 quilômetros de comprimento." Esses resultados pioneiros são um avanço conceitual para a ciência fundamental, e a natureza universal do mecanismo subjacente pode informar novas técnicas para moldar não apenas o fluxo de luz, mas também de ondas acústicas ou de partículas.
