Cientistas descobrem como multiplicar a luz em até 1.000 vezes

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Um grupo de pesquisadores da Universidade de Rice, nos Estados Unidos, descobriu um fenômeno capaz de multiplicar a intensidade da luz de um componente em nanoescala em mais de 1.000 vezes, diferente do que a teoria dizia ser possível.

O experimento foi realizado com dois nanofios em um movimento que os físicos chamam de "junção plasmônica", ondulações nos elétrons induzidas pela incidência da luz no metal. Ao chegarem nas extremidades do fio de ouro, as ondulações não se dissipam e geram elétrons de alta energia e temperatura, atingindo mais de 2.000 ºC. Assim, os elétrons se juntam às cargas positivas e emitem fótons, que geram a luz. Há duas maneiras de aumentar a luminosidade e emitida: aplicando um campo elétrico aos dois nanofios separados pela junção plasmônica, ou disparando um laser diretamente na junção.

elétronsAs emissões geradas eletricamente e por laser (ilustração acima) já eram conhecidas, mas a combinação das duas técnicas levou a um potente emissão de luz (Imagem: Natelson Research Group/Rice University)

O grupo, no entanto, descobriu que ao aplicar as duas técnicas simultaneamente, a emissão de luz ganha 1.000 vezes mais potência do que quando se utiliza apenas uma das técnicas. "Você faz duas coisas, cada uma das quais não lhe dá muita luz nesta faixa de energia, mas que juntas geram um combo potente", afirma o professor Douglas Natelson, participante da pesquisa.

Ainda não se sabe o que gera a multiplicação de luz, mas o grupo já está levantando algumas hipóteses. Uma delas é que as portadoras ópticas e elétricas se combinam para aumentar a geração de elétrons quentes e a outra é que a emissão de luz seja aumentada pelo processo de Espalhamento Raman Eletrônico Anti-Stokes. Isso significa que a entrada de luz faz os portadores quentes energizados “relaxarem” de volta aos seus estados fundamentais e liberarem mais fótons.

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