Cientistas diminuem velocidade da luz no ar

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/01/2015

O fóton estruturado - que teve seu formato alterado - chega sempre atrasado, perdendo a corrida de 1 metro por 7,7 micrômetros. [Imagem: Universidade de Glasgow]

Físicos têm feito miséria com a luz, dando-lhe nós, fazendo-a dar marcha-a-ré, criando pulsos superluminais que viajam mais rápido que a própria luz e, finalmente, fazendo a luz andar mais devagar.

Manipulações da luz

Na verdade, fazer a luz andar mais devagar do que sua velocidade no vácuo (299.792.458 m/s) não é nenhum mistério: basta fazê-la passar por um meio não-vazio. Na água ela atinge 225.000.000 m/s, enquanto no vidro roda por volta dos 200.000.000 m/s.

Mas agora físicos da Universidade de Glasgow, na Escócia, descobriram uma forma de diminuir a velocidade da luz no ar, sem precisar fazê-la viajar por algum meio especial e nem mudar de um meio para outro.

A alteração de velocidade é bastante pequena, e é feita alterando o formato dos fótons. E o formato dos fótons é alterado fazendo-os passar por um filtro especial.

Isso é muito diferente de diminuir a velocidade da luz fazendo-a passar por um meio qualquer, porque ela retoma sua velocidade assim que sai desse meio e retorna ao ar ou ao vácuo. Neste experimento, o fóton formatado segue continuamente a uma velocidade menor.

A equipe afirma que, embora o rigor do experimento exija que se trabalhe com fótons individuais, o princípio deve funcionar para feixes normais de luz.

Diminuindo a velocidade da luz

Daniel Giovannini e seus colegas descobriram o efeito inédito trabalhando com dois tipos de "formatos de luz": um feixe Bessel, que se parece com anéis concêntricos, e um feixe de Gauss, que se espalha à medida que viaja.

A equipe usou um laser ultravioleta para produzir pares de fótons e os fez passar através de um filtro que dá a um deles o formato de um fóton de Bessel ou de um fóton Gaussiano.

Os dois fótons viajam um metro antes de bater em um detector. Eles deveriam chegar ao mesmo tempo, mas o fóton que tem seu formato alterado pelo filtro chega sempre atrasado.

Quando o fóton normal chega no detector, o fóton estruturado está a 20 comprimentos de onda atrás, o que é bem mais do que a precisão dos instrumentos de medição usados, validando a diminuição de velocidade da luz no ar ambiente - a distância corresponde a 7,7 micrômetros no espaço de um metro do experimento.

"Esses resultados nos dão uma nova maneira de pensar sobre as propriedades da luz e estamos ansiosos para continuar a explorar o potencial desta descoberta em aplicações futuras. Esperamos que o efeito seja aplicável a qualquer teoria de ondas, de modo que uma diminuição semelhante possa ser criada em ondas sonoras, por exemplo," disse o professor Miles Padgett, coordenador do grupo.

Bibliografia:

Spatially structured photons that travel in free space slower than the speed of light
Daniel Giovannini, Jacquiline Romero, Václav Potocek, Gergely Ferenczi, Fiona Speirits, Stephen M. Barnett, Daniele Faccio, Miles J. Padgett
Science
Vol.: Published Online
DOI: 10.1126/science.aaa3035