Um físico chileno consegue controlar a luz de novas formas e abre a porta a tecnologias mais eficientes

No mundo da física existe a chamada dinâmica “não-linear”, que estuda sistemas onde as regras convencionais são quebradas e, portanto, o comportamento não é proporcional à causa. Nesses sistemas complexos, muitas vezes caóticos e imprevisíveis, uma pequena mudança não gera um resultado previsível, mas muitas possibilidades.

Ao conseguir domar este caos e ao “controlar” de alguma forma a luz, o investigador abriu a porta a formas de controlo que antes pareciam impossíveis, uma descoberta que promete revolucionar tudo, desde a Internet de alta velocidade à eficiência das energias renováveis.

Revolução em três pilares da tecnologia

A investigação de Molina não se fica pela teoria, mas propõe uma mudança de paradigma na forma como interagimos com as leis fundamentais do universo, que se poderá traduzir em avanços concretos nas telecomunicações, na informática e na energia solar.

Filtros elétricos ultra-precisos

Molina demonstrou que é possível criar “ilhas de energia” onde a energia, em vez de se dispersar, fica confinada a um único ponto. O investigador concebeu redes onde as ondas “colidem” de tal forma que se anulam no exterior, mas são reforçadas num centro comum. Desta forma, a energia fica retida pela sua própria dinâmica, sem necessidade de barreiras físicas.

Ao garantir que a energia não se dispersa e fica confinada em “ilhas” sem necessidade de barreiras físicas, abre-se a porta para a criação de filtros elétricos de altíssima precisão.

Este princípio ajudaria a desenvolver sensores ópticos de alta precisão, que podem ser usados em telecomunicações e redes de última geração, por exemplo. Filtros ultra-precisos permitiriam a um telemóvel ou a uma antena captar exatamente a frequência de dados de que necessitam, bloqueando todos os outros “ruídos”.

Computadores ópticos

Na mecânica quântica convencional, para que um físico possa medir energia num laboratório, as equações devem possuir uma propriedade matemática chamada hermeticidade.

Durante quase um século, pensou-se que esta era uma condição obrigatória para garantir que as energias eram reais e estáveis, mas Molina, que trabalha com sistemas que perdem e ganham energia simultaneamente e são muitas vezes muito instáveis, conseguiu equilibrar essas perdas e ganhos usando a Simetria PT (Paridade e Inversão Temporal).

Ao controlar a forma como a luz viaja através das redes microscópicas, mantendo este equilíbrio, estão lançadas as bases para a futura criação de computadores ópticos.

Painéis solares e lasers avançados

Normalmente, a desordem é inimiga da eficiência, por isso, se um material tiver imperfeições, a energia fica “presa” e não flui. Mas Molina descobriu que a energia pode encontrar “caminhos escondidos” para fluir dentro de sistemas desordenados.

Isto poderá revolucionar a área das energias renováveis, otimizando o desempenho dos painéis fotovoltaicos e dos lasers de última geração, fazendo-os funcionar de forma muito mais eficiente, mesmo que os materiais de que são feitos não sejam estruturalmente perfeitos.

A importância destas descobertas

A investigação de Molina insere-se naquilo a que se chama ciência básica, porque o seu principal objetivo é decifrar as leis fundamentais que regem o universo, antes de pensar num produto comercial específico. No entanto, este tipo de descobertas são fundamentais, porque estão na base de todas as grandes inovações.

Historicamente, não poderíamos ter smartphones sem compreender a mecânica quântica, nem GPS sem a teoria da relatividade. As descobertas de Molina são, por isso, uma espécie de manual de instruções para a tecnologia que está para vir: desde uma Internet com menor latência até dispositivos de energia limpa muito mais robustos.

Referências da notícia

Nota de prensa, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile. El Dr. Mario Molina avanza en técnicas de control de la luz para nuevas aplicaciones tecnológicas.