Má recepção sem fio, ruído no sinal de rádio ou má visibilidade na neblina – todos esses incômodos têm a ver com o fato de que ondas como luz visível ou sinais de microondas são desviadas e refletidas por vários obstáculos desordenados. A TU Wien em Viena (Áustria) e a Universidade de Rennes (França) desenvolveram em conjunto um método surpreendente para eliminar completamente as reflexões das ondas.
O método permite o cálculo de uma estrutura antirreflexo sob medida. Ele pode ser usado, por exemplo, para projetar uma camada adicional para uma parede que seja apenas parcialmente permeável a um sinal sem fio, de modo que todo o sinal possa ser canalizado através da parede sem reflexões.

Até agora, não estava nem mesmo claro em um nível teórico que tal coisa era possível - agora a equipe de pesquisa foi capaz de apresentar um método de cálculo para isso e também testou com sucesso em um experimento:microondas foram enviadas através de um complexo, labirinto desordenado de obstáculos, então a estrutura anti-reflexiva correspondente foi calculada e colocada na frente dos obstáculos no experimento - o reflexo poderia desaparecer quase completamente:nenhuma das ondas retornou ao lado de onde foram injetadas.

Um revestimento antirreflexo para quase tudo

"Você pode pensar nisso como sendo semelhante ao revestimento anti-reflexo em seu par de óculos", diz o Prof. Stefan Rotter do Instituto de Física Teórica da TU Wien. “Você adiciona uma camada extra à superfície dos óculos, o que faz com que as ondas de luz passem melhor para seus olhos do que antes – o reflexo é reduzido”.

Com óculos convencionais, isso ainda é relativamente simples e, entretanto, tecnologia padrão. É muito mais difícil lidar com um meio desordenado no qual uma onda é repetidamente espalhada e desviada até encontrar seu caminho para fora de tal labirinto por caminhos complicados. Uma vidraça embaçada ou um pedaço de açúcar se enquadram nessa categoria – ou até mesmo uma parede de concreto na qual um sinal de rádio incide. As ondas são espalhadas em muitos pontos de modo que apenas uma parte delas passa, o restante é refletido ou absorvido na parede.

Mas como agora se vê, mesmo com espalhamento de ondas complexo, é possível encontrar um "revestimento" que impede qualquer reflexão. "Primeiro, você simplesmente precisa enviar certas ondas pelo meio e medir exatamente de que maneira essas ondas são refletidas pelo material", explica Michael Horodynski (TU Wien), o primeiro autor da publicação atual. "Conseguimos mostrar que essa informação pode ser usada para calcular uma estrutura de compensação correspondente para qualquer meio que espalha ondas de maneira complexa, de modo que a combinação de ambos os meios permite que as ondas passem completamente. A chave para isso é um cálculo matemático método que desenvolvemos para calcular a forma exata desta camada anti-reflexo."

Experiências com micro-ondas

Na implementação experimental deste novo método realizado em Rennes, as micro-ondas foram primeiramente enviadas através de um guia de ondas metálico no qual as ondas são espalhadas por dezenas de pequenos objetos feitos de metal e teflon colocados de forma completamente aleatória e desordenada. Apenas cerca de metade da radiação de microondas atinge o outro lado, o resto é refletido.

Depois de medir com precisão o comportamento de espalhamento desse sistema, foi possível usar o método recém-desenvolvido para calcular quais pontos de espalhamento adicionais formam uma "camada antirreflexiva" perfeita para exatamente esse sistema aleatório.

E, de fato:se as ondas são enviadas primeiro através da região anti-reflexo com os pontos de espalhamento adicionais matematicamente otimizados e depois viajam de lá através da região com os espalhadores dispostos aleatoriamente, elas terminam cem por cento do outro lado - nenhuma onda retorna ao o ponto de partida e a reflexão são desprezíveis; e isso é verdade para qualquer forma de onda que atinge a estrutura anti-reflexiva.

De sinais sem fio ao microscópio

O fato de ser possível compensar o espalhamento de ondas com espalhamento adicional abre possibilidades em áreas muito diferentes:a tecnologia pode ser útil não apenas para uma melhor recepção sem fio, mas também para técnicas de imagem, por exemplo, em biofísica. A dinâmica das ondas e a dispersão das ondas também desempenharão um papel importante no 6G, a próxima geração de comunicações móveis após o 5G:pode-se reduzir a intensidade dos sinais de rádio móvel se conseguir enviá-los por caminhos adequados do transmissor ao receptor com o mínimo de reflexão possível. + Explorar mais

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