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Raio trator? Cientistas criam pinça óptica capaz de mover objetos

Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Qingdao, na China, desenvolveram um novo tipo de pinça óptica capaz de puxar objetos utilizando a força de um raio laser. Embora feixes tratores microscópicos tenham sido demonstrados antes, esta é a primeira vez que a tecnologia foi usada em objetos maiores.

Segundo os cientistas, esse sistema possui um conceito semelhante ao “raio trator” visto nas histórias de ficção científica — como no filme Star Trek —, em que é possível não apenas mover um objeto para frente ou para trás, mas também puxá-lo em direção a uma fonte de energia.

“As pinças ópticas são instrumentos científicos ​​que usam luz laser para segurar e manipular objetos minúsculos, como átomos ou células. Com nossa nova abordagem, a força de atração do feixe luminoso tem uma amplitude muito maior”, explica o pesquisador Lei Wang, coautor do estudo.

Grande, mas nem tanto

A nova técnica utilizada pelos cientistas, apesar de ser inovadora no ramo de tração óptica, ainda está longe da mostrada no cinema. Em vez de ter uma força suficiente para segurar uma nave inteira, os pesquisadores demonstraram que, por enquanto, é possível puxar apenas um pequeno pêndulo com cinco centímetros de comprimento.

Esquema de funcionamento da pinça óptica (Imagem: Reprodução/Universidade Qingdao)
Esquema de funcionamento da pinça óptica (Imagem: Reprodução/Universidade Qingdao)

Durante os testes realizados em laboratório, eles provaram que objetos feitos à base de grafeno-SiO2 podem ser atraídos por um raio laser em um ambiente controlado de gás rarefeito que, em certas condições de temperatura, apresenta uma pressão atmosférica menor.

“Quando essa estrutura é irradiada com um feixe laser, o dispositivo cria uma diferença de temperatura invertida, fazendo com que as moléculas de gás na parte traseira do pêndulo de grafeno-SiO2 recebam mais energia e empurrem o objeto em direção à fonte de luz”, acrescenta Wang.

Ideal para missões espaciais

O ambiente de gás rarefeito utilizado pelos cientistas para demonstrar a nova técnica é semelhante ao encontrado em Marte. Com base nesse experimento, os pesquisadores acreditam que a tecnologia tem potencial para ser usada em futuras missões espaciais para mover veículos ou aeronaves não tripuladas no planeta vermelho.

Luz laser pode ser usada para puxar um objeto macroscópico em sua direção (Imagem: Reprodução/Universidade Qingdao
Luz laser pode ser usada para puxar um objeto macroscópico em sua direção (Imagem: Reprodução/Universidade Qingdao

Apesar dos avanços significativos alcançados com essa nova abordagem, ainda é preciso muito estudo para refinar a técnica. Segundo os cientistas, é necessário, por exemplo, desenvolver um modelo teórico capaz de prever com precisão a força de tração do laser, além de outros parâmetros como a geometria do objeto ou a energia a ser usada no feixe luminoso.

“A manipulação óptica de objetos macroscópicos pode se tornar realidade em breve e nosso estudo demonstra as complexidades das interações laser-matéria, em que muitos fenômenos ainda precisam ser compreendidos em todas as escalas possíveis se quisermos aplicá-los longe dos laboratórios”, encerra Lei Wang.

Fonte: Canaltech

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