Um laser de pulso trinado (laser com cores organizadas no tempo) atinge uma lente difrativa (uma lente que distribui as cores ao longo de seu eixo) gerando um foco voador, que é então capturado por um filme ultrarrápido.[Imagem: Eugene Kawaluk/University of Rochester]
Foco de laser mais rápido que a luz
É certo que ninguém ousa desafiar a ideia estabelecida por Einstein de que nada pode superar a velocidade da luz.
Mas é possível usar alguns truques interessantes para vencer grande parte das limitações. Foi usando truques assim que os físicos criaram pulsos superluminais, fizeram a luz viajar com velocidade infinita e emitiram fótons que superam a velocidade máxima da luz.
Agora, uma equipe da Universidade de Rochester, nos EUA, conseguiu fazer com que o ponto focal de um laser mova-se mais rápido do que a velocidade da luz. Na verdade, o ponto de luz extremamente brilhante pode viajar em qualquer velocidade - incluindo mais rápido do que a luz.
A técnica, batizada de "foco voador", permite mover um ponto focal intenso de laser a longas distâncias, o que permitiu, por exemplo, capturar alguns dos filmes mais rápidos já gravados.
Foco acima da velocidade da luz
Se a técnica parece um tanto estranha, imagine os dois focos do laser como sendo duas lâmpadas piscando alternadamente: A luz continua a viajar respeitando seu limite de velocidade, mas a velocidade com que as duas lâmpadas se alternam não precisa respeitar esse limite.
Por outras razões, também é possível transmitir informações acima da velocidade da luz. De fato, a ação fantasmagórica à distância é pelo menos 10.000 vezes mais rápida que a luz.
O que se move mais rápido que a luz não é a própria luz do laser, mas o seu foco, de altíssima intensidade. [Imagem: Dustin Froula et al. (2018)]
Foco voador
Um "foco voador" combina uma lente que foca cores específicas da luz em diferentes locais, tirando proveito da tecnologia que levou o Nobel de Física deste ano, chamada CPA (chirped-pulse amplification - amplificação de pulso com chilreio ou trinado), que organiza as cores da luz no tempo. Ou seja, o foco voador organiza a luz no tempo e no espaço.
Imagine um laser produzindo um arco-íris de cores constantemente variável, começando no azul e indo até o vermelho e então recomeçando. Agora concentre a luz com uma lente que foca a luz vermelha perto da lente e a luz azul muito mais longe da lente. Devido ao intervalo de tempo entre as cores, o ponto focal de alta intensidade se move no espaço. Alterando o intervalo de tempo que separa as diferentes cores, esse ponto pode ser movido a qualquer velocidade.
"O foco voador acaba sendo super poderoso," disse o professor Dustin Froula. "Isso nos permite gerar altas intensidades a centenas de vezes a distância que podíamos alcançar antes e em qualquer velocidade. Agora estamos tentando fazer com que a próxima geração de lasers de alta potência e foco em tempo de voo seja baseada nesta tecnologia promissora."
A equipe demonstrou a técnica com um experimento capaz de medir a propagação do ponto focal do laser a até 50 vezes a velocidade da luz. "Isso exigiu um novo diagnóstico que pode fazer um filme com os quadros separados por um trilionésimo de segundo," disse Froula.
Além de ajudar a inaugurar a próxima geração de lasers de alta potência, esta técnica tem o potencial de produzir novas fontes de luz, como aquelas que geram luz de praticamente qualquer cor.
Bibliografia:
Flying Focus: Spatiotemporal control of intensity for laser applications
Dustin Froula, Dustin H. Froula, D. Turnbull, A. Davies, T. J. Kessler, D. Haberberger, S.-W. Bahk, I. A. Begishev, R. Boni, S. Bucht, J. Katz, J. L. Shaw, J. Palastro
Proceedings of the 60th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA
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