Cientistas revelam como a luz se comporta em sólidos sem forma
Dicroísmo helicoidal em sólidos amorfos. a HD (Tipo I) para sílica fundida (azul) e borossilicato (vermelho) em função do deslocamento da singularidade com feixe OAM assimétrico linearmente polarizado b Transmissão dependente da orientação de l = ± 3 em sílica fundida em δ = −1200 nm . Crédito:Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45735-9 Durante muito tempo, pensou-se que os sólidos amorfos não absorviam seletivamente a luz devido à sua estrutura atômica desordenada. No entanto, um novo estudo de uOttawa refuta esta teoria e mostra que os sólidos amorfos na verdade exibem dicroísmo, o que significa que absorvem selectivamente luz de diferentes polarizações.
Pesquisadores da Universidade de Ottawa descobriram que o uso de feixes de luz helicoidais em sólidos desordenados revela esse dicroísmo. Esta descoberta contradiz crenças anteriores e oferece uma oportunidade para alterar a forma como a luz interage com estes materiais, alterando as propriedades da própria luz.
Essas descobertas também ressaltam a importância da ordem de curto a médio alcance nos sólidos desordenados para influenciar como os materiais reagem à luz. O estudo, intitulado "Dicroísmo intrínseco em sólidos amorfos e cristalinos com luz helicoidal", foi publicado na Nature Communications. .
Liderado pelo professor Ravi Bhardwaj, pesquisador do Departamento de Física que dirige o grupo de pesquisa Extreme Ultrafast Photonics da uOttawa, e pelos estudantes de doutorado Ashish Jain e Jean-Luc Begin, este estudo de um ano foi conduzido em colaboração com os professores Thomas Brabec e Paul Corkumat uOttawa's Complexo de Pesquisa Avançada (ARC).
“A pesquisa foi conduzida empregando feixes de luz helicoidais transportando momento angular orbital para sondar as propriedades ópticas de materiais amorfos e cristalinos”, explica o professor Bhardwaj. "Ao utilizar uma placa birrefringente de cristal líquido, chamada placa q, desenvolvida pelo grupo do professor Karimi, fomos capazes de produzir campos de luz projetados com frentes de onda torcidas que descrevem um padrão de saca-rolhas."
Esta pesquisa tem amplas implicações e desafia as crenças atuais sobre as características ópticas de sólidos amorfos. Também apresenta oportunidades para controlar o comportamento óptico de um material usando feixes de luz helicoidais. Essas descobertas são significativas para vários campos, incluindo ciência dos materiais, óptica e espectroscopia quiróptica.
“A nossa equipa desenvolveu um novo método para mostrar que os sólidos não cristalinos podem apresentar dicroísmo helicoidal, o que significa que reagem de forma diferente à luz que gira em direções diferentes”, diz o professor Bhardwaj. “As evidências experimentais foram complementadas por modelos teóricos desenvolvidos em colaboração com o professor Brabec, proporcionando uma compreensão abrangente dos fenômenos observados”.
"A luz helicoidal serviu como uma sonda indireta de ordem de curto a médio alcance em sólidos desordenados que se estende até 2 nm. Nossa pesquisa ajudará nos esforços para compreender a natureza misteriosa dos materiais amorfos", acrescentam Ashish Jain e Jean-Luc. Começar.
Este trabalho avança significativamente a nossa compreensão das propriedades ópticas dos materiais no estado sólido. Ao demonstrar a existência de dicroísmo intrínseco em sólidos cristalinos e amorfos, esta pesquisa abre caminho para aplicações inovadoras e maior exploração das capacidades únicas dos feixes de luz helicoidais na sondagem e manipulação de propriedades de materiais.
Mais informações: Ashish Jain et al, Dicroísmo intrínseco em sólidos amorfos e cristalinos com luz helicoidal, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45735-9 Informações do diário: Comunicações da Natureza
