Brasileiros medem a rotação da luz

A luz pode ter um "momento angular orbital", uma espécie de rotação, mas que se parece mais com um planeta orbitando ao redor do Sol do que girando sobre seu próprio eixo.

Medir essa propriedade é complicado, mas no exemplar de 30 de Julho da revista científica Physical Review Letters, pesquisadores brasileiros mostram que dirigir um feixe luminoso através de um buraco triangular cria uma matriz triangular de pontos que indica diretamente a dinâmica orbital angular desse feixe.

A técnica, simples e elegante, é uma ferramenta importante para explorar uma propriedade incomum da luz, que poderá no futuro ser usada para codificar informações quânticas.

Momento angular da luz

Quando um feixe de luz possui momento angular, esse momento angular pode ter dois elementos. O momentum angular "spin" corresponde à polarização circular da luz para a direita ou para esquerda, o que significa que a direção do campo elétrico gira no sentido horário ou anti-horário conforme a luz se move para a frente.

O momento angular orbital (OAM:Orbital Angular Momentum) - largamente aceito pela comunidade científica apenas nos últimos 20 anos - ocorre quando a direção do campo elétrico varia no interior do feixe.

Por exemplo, imagine medir a direção do campo elétrico em cada ponto ao redor de um feixe de luz de grande diâmetro. Ele pode apontar para cima, para a à direita (às três horas), para baixo, ou para a esquerda (às nove horas).

Este feixe pode ter uma unidade de OAM - uma "carga topológica" de um.

O campo de um feixe de carga dois poderia dar duas rotações completas conforme você se move ao redor de seu contorno.

Medição do momento angular orbital

A equipe calculou e observou que, uma vez que o feixe está centrado no furo, ele gera um padrão incomum: uma rede triangular de pontos. O brilho de cada ponto individual depende das contribuições combinadas da luz a partir de diferentes locais no buraco triangular.

Os cálculos preveem que os pontos mais brilhantes formam um triângulo cujo tamanho (o número de pontos em cada um dos seus lados) é uma unidade maior do que a magnitude da carga topológica.

Além disso, o padrão luminoso triangular é girado em 60 graus em qualquer direção em relação à abertura, com a direção dependendo do sinal da carga (o sentido de rotação da luz). Assim, a abertura triangular representa uma maneira fácil de medir a magnitude e o sinal do momento angular orbital.

Miles Padgett, da Universidade de Glasgow, na Escócia, comentando o artigo dos brasileiros, afirmou que "Foi uma surpresa, pelo menos para mim, que haja uma relação tão simples e bonita" entre o número de pontos difratados, a orientação do padrão e a magnitude e o sinal da carga topológica.




Fonte: www.inovacaotecnologica.com.br
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Editado por Ezequias.