Luz especialmente concebida para o efeito passa através de obstáculos opacos

Mesmo objetos espalhados, como nuvens, projetam sombras porque são meios desordenados que espalham ondas de luz. Mas agora pesquisadores da TU Wien e da Universidade de Utrecht encontraram uma maneira de manipular as ondas de luz para passar pelos obstáculos, projetando uma imagem para o outro lado com a mesma clareza como se não houvesse obstáculo.

Um meio desordenado é essencialmente uma coleção de partículas desordenadas, como pó, areia, açúcar ou mesmo uma nuvem. Quando a luz entra em um grupo de obstáculos minúsculos, ela se espalha de maneiras incrivelmente complexas. Mas, em teoria, se você pudesse calcular esse padrão de espalhamento, poderia manipular as ondas de luz de modo que passassem direto por elas sem se espalhar.

E agora os pesquisadores conseguiram fazer exatamente isso, usando o óxido de zinco como meio de espalhamento, com a fonte de luz colocada de um lado e o detector do outro.

O primeiro passo é reconhecer o obstáculo, então a equipe de cientistas emitiu sinais de luz muito específicos através do pó e mediu como eles entraram no detector. Usando alguns métodos matemáticos sofisticados, é possível determinar a natureza do espalhamento - e criar uma certa onda de luz que não muda de forma.

“Como pudemos mostrar, existe uma classe muito especial de ondas de luz - os chamados modos de luz invariante de espalhamento, que produzem exatamente o mesmo padrão de onda no detector, independentemente de a onda de luz ter sido enviada apenas através do ar ou teve que penetrar uma camada complexa de óxido de zinco ”, diz Stefan Rotter, co-autor do estudo.

Por mais intrigante que seja a ideia de permitir que a luz atravesse a barreira, os cientistas deram um passo adiante. Ao combinar vários modos de espalhamento de luz invariante da maneira certa, eles criaram uma onda de luz codificada por uma imagem - neste caso, a constelação de Ursa Maior - e a projetaram em um detector via óxido de zinco.

“Portanto, pelo menos dentro de certos limites, você tem total liberdade para escolher qual imagem deseja transmitir através do objeto sem interferência”, diz Jeroen Bosch, autor do estudo. “De fato, fomos capazes de determinar a onda invariante de espalhamento que envia a imagem da Ursa Maior para o detector, independentemente de a onda de luz ser espalhada pela camada de óxido de zinco ou não. Para o detector, o feixe de luz parece quase o mesmo em ambos os casos. ”

É um trabalho divertido que se baseia nos experimentos anteriores da equipe na manipulação de ondas de luz para disfarçar objetos como a Capa da Invisibilidade. Um novo avanço pode um dia levar a novas técnicas de imagem na medicina que examinam o corpo com segurança, como os raios-X. No entanto, ainda há muito trabalho a ser feito antes que essa tecnologia seja implementada.

O estudo foi publicado na revista Nature Photonics.