p Lagartixas e muitos outros animais têm cabeças muito pequenas para triangular a localização dos ruídos como nós, com orelhas bem espaçadas. Em vez de, eles têm um pequeno túnel através de suas cabeças que mede a forma como as ondas sonoras que chegam ricocheteiam para descobrir de qual direção vieram. p Enfrentando seu próprio problema de tamanho minúsculo e triangulação, pesquisadores da Universidade de Stanford criaram um sistema semelhante para detectar o ângulo de entrada da luz. Esse sistema pode permitir que câmeras minúsculas detectem de onde vem a luz, mas sem o volume de uma lente grande.

p "Criar um pequeno pixel em sua câmera fotográfica que diga que a luz está vindo desta ou daquela direção é difícil porque, idealmente, os pixels são muito pequenos - atualmente cerca de 1/100 de um fio de cabelo, "disse Mark Brongersma, professor de ciência e engenharia de materiais, autor sênior de um artigo sobre este sistema, publicado em 29 de outubro em Nature Nanotechnology . "Então é como ter dois olhos muito próximos e tentar cruzá-los para ver de onde vem a luz."

p Esses pesquisadores estão trabalhando em pequenos detectores que podem registrar muitas características da luz, incluindo cor, polaridade e, agora, ângulo de luz. Até onde eles sabem, o sistema que eles descreveram neste artigo é o primeiro a demonstrar que é possível determinar o ângulo de luz com uma configuração tão pequena.

p "A maneira típica de determinar a direção da luz é usando lentes. Mas elas são grandes e não há mecanismos comparáveis ​​quando você encolhe um dispositivo, então ele é menor do que a maioria das bactérias, "disse Shanhui Fan, professor de engenharia elétrica, quem é co-autor do artigo.

p A detecção de luz mais detalhada pode oferecer suporte a avanços em câmeras sem lentes, realidade aumentada e visão robótica, o que é importante para carros autônomos.

p De átomos a lagartixas

p Se um som não vem diretamente de cima da lagartixa, um tímpano essencialmente rouba parte da energia da onda sonora que, de outra forma, seria canalizada para o outro. Essa inferência ajuda a lagartixa - e cerca de 15, 000 outras espécies de animais com um túnel semelhante - entenda de onde vem o som.

p Os pesquisadores imitam essa estrutura em seu fotodetector, tendo dois nanofios de silício - cada um com cerca de 100 nanômetros de diâmetro ou cerca de 1/1000 da largura de um fio de cabelo - alinhados um ao lado do outro, como os tímpanos da lagartixa. Eles estão posicionados tão próximos que, quando uma onda de luz entra em um ângulo, o fio mais próximo da fonte de luz interfere com as ondas que atingem seu vizinho, basicamente lançando uma sombra. O primeiro fio a detectar a luz enviaria a corrente mais forte. Ao comparar a corrente em ambos os fios, os pesquisadores podem mapear o ângulo das ondas de luz que chegam.

p As lagartixas não foram a inspiração para a construção inicial deste sistema. Soongyu Yi, um estudante de pós-graduação em engenharia elétrica e da computação na Universidade de Wisconsin-Madison que é o principal autor do artigo, descobriram a semelhança entre seu desenho e as orelhas das lagartixas depois que o trabalho já havia começado. Todos ficaram surpresos com o profundo nível de semelhança. Acontece que a mesma matemática que explica as orelhas da lagartixa e esse fotodetector também descreve um fenômeno de interferência entre átomos próximos.

p "Do lado da teoria, na verdade, é muito interessante ver muitos dos conceitos básicos de interferência que vão até a mecânica quântica aparecer em um dispositivo que pode ser usado na prática, "disse Fan.

p Um compromisso de longo prazo

p Este projeto começou quando um dos co-autores do artigo, Zongfu Yu, era aluno do Fan lab e tomou a iniciativa de combinar seu trabalho lá com a pesquisa de Brongersma e seu laboratório. Eles progrediram, mas tiveram que suspender o trabalho enquanto Yu se candidatava a cargos de professor e, subseqüentemente, estabeleceu seu laboratório na Universidade de Wisconsin-Madison, onde agora é professor assistente de engenharia elétrica e da computação e em cujo laboratório Soongyu Yi trabalha.

p Muitos anos depois, e depois de publicar a prova de conceito atual, os pesquisadores disseram que estão ansiosos para desenvolver seus resultados. Os próximos passos incluem decidir o que mais eles podem querer medir a partir da luz e colocar vários nanofios lado a lado para ver se eles podem construir um sistema de imagem inteiro que registre todos os detalhes nos quais estão interessados ​​de uma vez.

p "Trabalhamos nisso há muito tempo - Zongfu teve uma história de vida inteira entre o início e o fim deste projeto! Isso mostra que não comprometemos a qualidade, "Brongersma disse." E é divertido pensar que poderemos ficar aqui por mais 20 anos, descobrindo todo o potencial deste sistema. "