p No século XVIII, os cientistas enfrentaram um enigma:a luz é uma onda ou uma partícula? Uma das evidências mais fortes para apoiar a "visão das ondas" - o experimento de dupla fenda marcante - foi relatada em 1804 pelo cientista Thomas Young. Young passou luz coerente através de duas fendas próximas e observou um conjunto de franjas de interferência, um resultado que ocorre com fenômenos de ondas como som ou água. Essa observação se tornou a base para a moderna teoria ondulatória da luz. p Duzentos anos depois, Arseniy Kuznetsov e colegas de trabalho do A * STAR Data Storage Institute, junto com colaboradores na Austrália, Cingapura, o Reino Unido e a Rússia, realizaram um experimento análogo aos experimentos de Young, mas usando objetos em nanoescala. A equipe estudou a dispersão de luz nas regiões de comprimento de onda visível e infravermelho próximo a partir de um aglomerado de duas ou três nanopartículas de ouro plasmonic espaçadas. Eles observaram efeitos de interferência e ressonância que se assemelham aos observados nos experimentos de Young.

p Em particular, enquanto estudava um sistema trímero que consiste em três nanodiscos metálicos discretos de cerca de 145 nanômetros de diâmetro e 60 nanômetros de espessura, a equipe encontrou evidências da presença de campo próximo, vórtices ópticos com comprimento de onda inferior e a circulação de energia eletromagnética (ver imagem). Esta descoberta é muito semelhante ao que ocorre com o padrão de fluxo de energia em um experimento do tipo Young realizado com três fendas.

p Um dos principais problemas da nanoplasmônica é a interação entre nanopartículas metálicas em nanoescala. "Mesmo que a separação entre duas ou várias nanopartículas organizadas não periodicamente seja da ordem do comprimento de onda, sua interação pode ser forte o suficiente para alterar suas propriedades de espalhamento e absorção, "observa Kuznetsov." Isso pode ser explicado pelas peculiaridades do vetor de Poynting (energia), fluxo em torno das nanopartículas e formação de vórtices ópticos, que produzem um padrão de linhas de campo semelhante ao experimento clássico de Young. "

p As descobertas da equipe, diz Kuznetsov, não apenas expandir nossa compreensão fundamental de como a luz interage com nanoclusters de partículas metálicas, mas têm aplicações teóricas e práticas. "Eles também podem ser úteis para aplicações como células solares aprimoradas e biossensores plasmônicos." Contudo, sua aplicação mais notável, ele sugere, pode estar na área emergente de nanoantenas.

p No futuro, a equipe tem como objetivo estudar as propriedades ressonantes e interações de nanopartículas feitas de materiais não metálicos. Em particular, eles planejam investigar materiais dielétricos de alto índice de refração, como silício, que, ao contrário de partículas metálicas, não sofrem com grandes perdas ópticas.