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Cientistas brasileiros criam imagem de gato em HD "dobrando" raios laser

Pesquisadores do Laboratório de Tecnologias Quânticas do Instituto de Física de São Carlos, pertencente à Universidade de São Paulo (IFSC-USP), desenvolveram um novo método capaz de controlar com mais precisão a distribuição da intensidade luminosa de um feixe de raios laser.

Para demonstrar que a técnica funciona, eles codificaram a imagem de um gato em alta definição. Em vez de gerar um ponto luminoso estreito e focalizado — como ocorre numa ponteira a laser — a projeção desse tipo de luz manipulada pode formar o retrato de um felino ou qualquer outro padrão programado com riqueza de detalhes.

“Além de criar imagens extremamente complexas e realistas, nós podemos utilizar esse sistema para fazer simulações quânticas de elétrons e supercondutividade. Essa capacidade de produzir e controlar feixes de laser é vital para diversos segmentos de pesquisa e da indústria”, explica o professor de física Sérgio Muniz, coautor do estudo.

Dobrando raios laser

Durante os testes realizados em laboratório, os pesquisadores fizeram com que o feixe de laser fosse refletido em um dispositivo chamado modulador espacial de luz (SLM), construído à base de cristal líquido. Cada pixel desse dispositivo pode ser controlado por campos elétricos programados por um computador.

Esquema de funcionamento do modulador espacial de luz (Imagem: Reprodução/IFSC-USP)
Esquema de funcionamento do modulador espacial de luz (Imagem: Reprodução/IFSC-USP)

Com essa técnica, eles conseguem modular as fases dos feixes e controlar a interferência da intensidade da luz ponto a ponto, dobrando os raios até atingirem o padrão desejado. Esse domínio dos parâmetros de luz é fundamental para o desenvolvimento das chamadas pinças ópticas.

“Esses dispositivos usam o laser para segurar e movimentar objetos microscópicos, como nanopartículas, átomos, moléculas e condensados quânticos. As pinças ópticas são ferramentas usadas para controlar a matéria com extrema precisão, sem tocar diretamente nela”, acrescenta Muniz.

Muito além da foto do gato

Além de codificar imagens em alta resolução com extrema precisão, a nova técnica proposta pelos cientistas pode ser aplicada em simulações quânticas com átomos ultrafrios e no controle de nanopartículas, permitindo que sejam observadas como se estivessem em uma lupa.

Formas geométricas em HD geradas pelo novo sistema (Imagem: Reprodução/IFSC-USP)
Formas geométricas em HD geradas pelo novo sistema (Imagem: Reprodução/IFSC-USP)

Segundo os pesquisadores, o novo método permite o controle total de luz de um feixe de laser sem a necessidade de recorrer a algoritmos complexos de computador. Como esses sistemas são muito frágeis, a utilização das pinças ópticas é essencial para que não haja alteração em seu estado quântico.

“Podemos fazer belas imagens de gatos ou qualquer outra coisa, mas também podemos usar esse sistema inovador para criar simulações usando átomos ultrafrios, moldando feixes de lasers pulsados ​​de alta potência ou até lasers ultrarrápidos”, encerra Sérgio Muniz.

Fonte: Canaltech

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