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segunda-feira, 18 de janeiro de 2010

Um nó na luz / Knotting light

Representação do holograma, do qual vortex de luz enlaçado emerge.

O notável feito foi obra de físicos das universidades de Bristol, Glasgow e Southampton, Reino Unido.

A luz foi controlada com o emprego de hologramas especialmente projetados segundo a teoria do "nó" - um ramo da matemática abstrata inspirado por torsões em cordões de sapatos e cordas.

A novidade abre caminho para um novo nível tecnológico de lasers de precisão, com aplicações que vão de medidores de velocidade que substituiriam os radares nas estradas à medição de altura.

O Dr Mark Dennis, da Universidade de Bristol, disse: ''Num raio de luz, o fluxo de luz através do espaço é semelhante ao da água que corre por um rio. Embora ele geralmente flua numa linha reta - de uma tocha, apontador a laser, etc - a luz pode também fuir em turbilhões e redemoinhos, formando linhas no espaço chamadas "vórtices ópticos".

''Ao longo dessas linhas, ou vórtices ópticos, a intensidade da luz é (preto.

''A luz em torno de nós é cheia dessas linhas escuras, que, é lógico, não podemos ver.

A equipe conseguiu criar nós em vórtices ópticos, usando hologramas sofisticados para direcionar o fluxo de luz, disse Dennis, autor principal do artigo publicado na Nature Physics.

Essa pesquisa demonstra uma aplicação física para um ramo da matemática anteriormente considerado completamente abstrato.

O Professor Miles Padgett, da Universidade de Glasgow, Escócia, que chefiou as pesquisas, disse: ''O sofisticado projeto de hologramas necessários para a demonstração experimental da luz entrelaçada mostra avançado controle óptico, que, sem dúvida, poderá ser usado em equipamentos a laser.''

Dr Dennis completou: ''O estudo de vórtices entrelaçados foi iniciado pelo grande cientista britânico Lorde Kelvin ( que dá nome à unidade de medida Kelvin), em 1867, em sua busca por uma explicação dos átomos. Este trabalho abre um novo capítulo naquela história.''

Representation of the hologram, out of which the knotted optical vortex is emerging

The remarkable feat was achieved by physicists working at the universities of Bristol, Glasgow and Southampton.

The light was controlled using holograms specially designed with ''knot theory'' - a branch of abstract mathematics inspired by twists in shoelaces and rope.

The breakthrough paves the way for a new level of precision in laser technology, with applications ranging from traffic speed guns to height measurement.

Dr Mark Dennis, from the University of Bristol, said: ''In a light beam, the flow of light through space is similar to water flowing in a river.

''Although it often flows in a straight line - out of a torch, laser pointer, etc - light can also flow in whirls and eddies, forming lines in space called 'optical vortices'.

''Along these lines, or optical vortices, the intensity of the light is zero (black).

''The light all around us is filled with these dark lines, even though we can't see them.''

The team were able to create knots in optical vortices, using the sophisticated holograms to direct the flow of light, said Dr Dennis, lead author on the paper published in Nature Physics.

This research demonstrates a physical application for a branch of mathematics previously considered completely abstract.

Professor Miles Padgett from Glasgow University, who led the experiments, said: ''The sophisticated hologram design required for the experimental demonstration of the knotted light shows advanced optical control, which undoubtedly can be used in future laser devices.''

Dr Dennis added: ''The study of knotted vortices was initiated by Lord Kelvin back in 1867 in his quest for an explanation of atoms. This work opens a new chapter in that history.''

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