Cientistas Criam Técnica para ‘Esculpir’ a Luz com Som em Escala Atômica

Dispositivo um milhão de vezes menor que os anteriores promete revolucionar desde as telas de TV e celulares até a realidade virtual e a holografia 3D.

Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos EUA, desenvolveram uma nova e promissora técnica que usa o som para manipular a luz de forma precisa e ultrarrápida. A inovação, que permite um controle exato sobre a cor e a intensidade da luz em uma escala atômica, tem o potencial de impactar uma vasta gama de tecnologias, desde as telas de computador e óculos de realidade virtual até a criação de imagens holográficas 3D e novas redes de comunicação óptica.

Para quem não é da área, podemos simplificar alguns termos…

Imagine que você quer mudar a cor de uma luz usando um instrumento musical. A forma antiga era como tentar mudar a cor da chama de uma fogueira tocando um bumbo do outro lado da sala; o som era fraco demais para ter um efeito visível, então você precisaria de um bumbo gigantesco. A nova técnica é diferente. Ela “espreme” a luz em um espaço minúsculo, como a corda de um violão. Agora, a vibração do som (o “tocar” da corda) tem um efeito imenso e imediato, mudando a “cor” da luz que sai dali. Ao “tocar” diferentes “notas” com o som, os cientistas conseguem controlar precisamente a cor e o brilho de cada ponto de luz, como se fossem pixels de uma tela.

O Desafio do Tamanho: Um Milhão de Vezes Menor

A ideia de usar som para controlar a luz não é nova, mas sua aplicação prática sempre esbarrou em um problema de escala. As ondas sonoras produzem deslocamentos atômicos minúsculos, cerca de mil vezes menores que o comprimento de onda da luz. Para amplificar esse efeito, os dispositivos precisavam ser grandes e grossos, o que os tornava lentos e incompatíveis com a tecnologia nanométrica atual. A nova técnica resolve isso de forma brilhante.

“Estamos controlando a luz com comprimentos na escala nanométrica, enquanto normalmente milímetros são necessários”, explicou o pesquisador Skyler Selvin, destacando que a redução na escala é de um milhão de vezes. “Em óptica, grande é sinônimo de lentidão. Portanto, a pequena escala deste nosso dispositivo o torna muito rápido,” completou o professor Mark Brongersma.

Como o Som Controla a Luz?

O dispositivo criado é incrivelmente simples: um espelho de ouro ultrafino revestido com uma camada de um polímero de silicone com poucos nanômetros de espessura. Um tipo especial de alto-falante ultrassônico envia ondas sonoras de alta frequência (quase um bilhão de vezes por segundo) através da superfície. Essas ondas fazem com que o polímero elástico se estique e comprima, criando lacunas oscilantes entre nanopartículas de ouro e o espelho.

É nessas lacunas minúsculas que a mágica acontece. A luz fica comprimida ali, e uma minúscula variação no tamanho das lacunas — equivalente a poucos átomos — é suficiente para produzir um efeito descomunal, determinando a cor da luz que ressoa em cada nanopartícula. Ao modular o som, os cientistas controlam a cor e o brilho de cada ponto de luz individualmente.

Aplicações: Das Telas Finas à Holografia 3D

O resultado visual do experimento são nanopartículas multicoloridas que brilham como estrelas cintilantes em um fundo escuro. O grau de controle sobre a luz surpreendeu até mesmo os criadores. O novo dispositivo, por ser pequeno, rápido e eficiente, pode transformar inúmeros setores comerciais, possibilitando telas de vídeo ultrafinas, comunicações ópticas de altíssima velocidade e óculos de realidade virtual muito menores e mais leves que os atuais.

Como resume o professor Brongersma, o potencial é quase ilimitado. “Quando podemos controlar a luz de forma tão eficaz e dinâmica, podemos fazer tudo o que quisermos com a luz: holografia, direcionamento de feixe, exibições 3D, qualquer coisa.”

Da redação com informações do site Inovação Tecnológica

Redação do Movimento PB [NMG-OOG-11092025-J1K2L3-15P]