Recentemente, físicos conseguiram modificar em tempo real a velocidade de grupos de pulsos de laser em um plasma.
Um feito que deve abrir caminho para o desenvolvimento de lasers mais poderosos.
Os físicos vêm brincando com o limite de velocidade dos pulsos de luz há muitos anos, usando vários materiais, como gases atômicos frios, cristais refrativos e fibras ópticas.
Desta vez, pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore e da Universidade de Rochester o manipularam dentro de grupos de partículas carregadas, ajustando a velocidade das ondas de luz no plasma para cerca de um décimo da velocidade normal no vácuo e até 30% mais rápido.
Ajuste a velocidade do grupo em tempo real no plasma
No entanto, isso é menos impressionante do que parece. A velocidade de um fóton é dada pela tecelagem de campos elétricos e magnéticos (eletromagnetismo).
Não há como contornar isso, mas os pulsos de fótons em frequências estreitas também se chocam de uma maneira que cria ondas regulares.
A dinâmica de grupo das ondas de luz que viajam pela mídia é determinada por uma velocidade descrita como a velocidade do grupo.
Essa onda de ondas que pode ser alterada para desacelerar ou acelerar, dependendo das condições eletromagnéticas de seu ambiente.
Ao remover elétrons de um fluxo de íons de hidrogênio e hélio com um laser, os pesquisadores foram capazes de alterar a velocidade do grupo de pulsos de luz enviados através deles por uma segunda fonte de luz.
O efeito geral foi devido à refração dos campos de plasma e luz polarizada do laser primário usado para gravá-los. As ondas de luz individuais ainda giravam em seu ritmo usual, mesmo com a dança coletiva parecendo acelerar.
Do ponto de vista teórico, o experimento permite dar corpo à física dos plasmas e impor novas restrições à precisão dos modelos atuais.
Rumo a lasers cada vez mais poderosos
Na prática, isso é uma boa notícia para algumas tecnologias de ponta que aguardam nos bastidores. Lasers mais antigos dependem de materiais ópticos semicondutores, que tendem a ser danificados com o aumento da energia.
Usar fluxos de plasma para amplificar ou alterar as características da luz contornaria esse problema, mas para obter o máximo deles, precisamos modelar suas características eletromagnéticas.
Não é por acaso que o Laboratório Nacional Lawrence Livermore está interessado em compreender a natureza óptica dos plasmas, lar de algumas das tecnologias de laser mais impressionantes do mundo.
Lasers cada vez mais poderosos são exatamente o que precisamos para uma ampla gama de aplicações, desde o surgimento de aceleradores de partículas ao aprimoramento da tecnologia de fusão limpa.
Fonte:
[Física]