Um experimento de física do início do século 19, usado para provar que a luz se comporta como uma onda, foi reaproveitado para criar estruturas de luz exóticas que um dia poderão armazenar dados em computadores futuros. Pesquisadores da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, geraram skyrmions ópticos, pequenos padrões espirais na luz, simplesmente ao brilhar um laser em um pequeno disco circular. O método evita os materiais caros e projetados que os cientistas antes achavam necessários.
Um fenômeno clássico da luz encontra um novo propósito
A técnica se baseia no ponto de Poisson, um efeito óptico bem conhecido observado pela primeira vez no início do século 19. Quando uma fonte de luz coerente, como um laser, atinge um objeto circular, um ponto brilhante aparece no centro da sombra. Esse ponto brilhante, chamado ponto de Poisson, foi central em um debate científico sobre se a luz viaja apenas como partículas em linhas retas ou se curva como uma onda. Sua descoberta ajudou a confirmar que a luz difrata, ou seja, se espalha e contorna obstáculos.
Quatro tipos de skyrmions em um único ponto
Skyrmions ópticos são padrões espirais estáveis formados dentro das propriedades da luz. Sua estrutura foi comparada aos espinhos de um ouriço. Por poderem codificar e armazenar informações, pesquisadores os veem como blocos de construção promissores para futuras tecnologias de armazenamento de dados, comunicações e computação. A equipe da NTU descobriu que um único ponto de Poisson contém quatro tipos diferentes de skyrmions ópticos. Essa descoberta foi uma surpresa, já que métodos anteriores exigiam metamateriais complexos para produzir até mesmo um tipo.
Por que pesquisadores locais se importam
O trabalho foi liderado pelo Professor Assistente Nanyang Shen Yijie, da Escola de Ciências Físicas e Matemáticas e da Escola de Engenharia Elétrica e Eletrônica da NTU. As descobertas foram publicadas na revista Optica. Para pesquisadores em Cingapura e além, o apelo é a simplicidade. Em vez de depender de metamateriais caros e altamente projetados ou técnicas especializadas, a equipe criou skyrmions ópticos usando uma configuração básica. Como Shen observou, o método reduz a barreira técnica para produzir e estudar essas estruturas de luz, tornando-as mais acessíveis a cientistas que desejam explorar seu potencial em pesquisas ópticas, de materiais e de computação.
O que isso significa para a computação
Skyrmions ópticos ainda estão longe de aparecer em dispositivos comerciais. Mas a capacidade de gerá-los com um laser e um disco dá aos pesquisadores uma plataforma direta para estudar como eles se comportam e como podem ser controlados. Se os skyrmions puderem codificar informações de forma confiável, eles poderiam oferecer uma nova maneira de armazenar e processar dados usando luz em vez de eletricidade. Isso representaria uma mudança fundamental na forma como os computadores são construídos. Por enquanto, o trabalho mostra que, às vezes, a tecnologia mais avançada pode começar com os truques mais antigos.
