Uma equipe internacional de cientistas está repensando os princípios básicos da física da radiação com o objetivo de criar fontes de luz superbrilhantes. Em um Novo estudo publicado em Fotônica da naturezaInvestigadores do Instituto Superior Técnico (IST) em Portugal, da Universidade de Rochester, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles e do Laboratoire d’Optique Appliquée em França propuseram formas de utilizar quasipartículas para criar fontes de luz tão poderosas como as mais avançadas. ainda existem hoje, mas muito menores.

As quasipartículas são criadas pelo movimento síncrono de muitos elétrons. Eles podem viajar a qualquer velocidade – até mais rápido que a luz – e podem resistir a forças poderosas, como as encontradas perto de um buraco negro.

“O aspecto mais fascinante das quasipartículas é a sua capacidade de se moverem de maneiras que as leis físicas das partículas individuais não permitiriam”, diz John Palastro, cientista sênior do Laboratório de Laser Energética e professor assistente do Departamento de Engenharia Mecânica e professor associado da Instituto de Óptica.

Palastro e seus colegas estudaram as propriedades únicas das quasipartículas em plasmas, executando simulações computacionais avançadas em supercomputadores disponíveis através da Empresa Comum Europeia de Computação de Alto Desempenho. Eles veem aplicações promissoras para fontes de luz baseadas em quasipartículas, incluindo imagens não destrutivas para varredura de vírus, compreensão de processos biológicos como a fotossíntese, fabricação de chips de computador e estudo do comportamento da matéria em planetas e estrelas.

“A flexibilidade é enorme”, afirma Bernardo Malaca, doutorando no IST e principal autor do estudo. “Embora cada elétron execute movimentos relativamente simples, a radiação total de todos os elétrons pode imitar a de uma partícula que se move mais rápido que a luz ou de uma partícula oscilante, mesmo que localmente não haja um único elétron mais rápido que a luz ou elétron oscilante. ”

As fontes de luz baseadas em quase partículas podem ter uma vantagem significativa sobre as formas existentes, como os lasers de elétrons livres, que são raros e massivos, tornando-os impraticáveis ​​para a maioria dos laboratórios, hospitais e empresas. Com a teoria proposta no estudo, as quasipartículas poderiam produzir luz incrivelmente brilhante a uma pequena distância, potencialmente desencadeando avanços científicos e tecnológicos de longo alcance em laboratórios de todo o mundo.