Primeira vez 'capturando' luz em tempo virtual

Físicos da Universidade de Maryland (EUA) acabaram de atingir um marco científico sem precedentes: observar a luz enquanto ela se move em "tempo imaginário", um conceito matemático que parece irreal.

Observar o movimento da luz tanto no espaço real quanto no "tempo virtual" abrirá muitas perspectivas para aplicações práticas na vida humana moderna - Ilustração: NASA

Normalmente, quando a luz atravessa um material transparente, ela não se propaga tão livremente quanto no vácuo. A complexa rede de campos eletromagnéticos dentro do material desacelera cada fóton, atrasando a jornada de todo o feixe de luz.

Esse fenômeno ajuda os cientistas a entender como a luz interage com a microestrutura dos materiais, explorando assim suas propriedades físicas.

Do virtual ao real

Parte dos modelos matemáticos que descrevem esse fenômeno frequentemente utiliza números chamados números imaginários. Esses números não têm valor real na vida cotidiana e são frequentemente considerados ferramentas puramente matemáticas. O novo experimento demonstra que esses números aparentemente apenas no papel podem, na verdade, se manifestar como fenômenos físicos completamente mensuráveis.

Em um estudo publicado na Physical Review Letters , uma das revistas científicas de maior prestígio na área da física, uma equipe formada pelos físicos Isabella Giovannelli e Steven Anlage afirmou ter utilizado micro-ondas, uma forma de luz fora da faixa visível, e transmitido-as através de um circuito fechado de cabo coaxial. Este dispositivo simula um ambiente controlado para estudar a propagação de pulsos de luz através de materiais.

Ao medir as pequenas flutuações de frequência das micro-ondas à medida que passavam pelo sistema, eles descobriram que as mudanças de frequência não eram aleatórias, mas eram a manifestação física de números imaginários na equação.

Isso mostra que o conceito de tempo imaginário não é apenas uma fantasia matemática, mas realmente existe e afeta a propagação da luz.

O Dr. Anlage disse que sua equipe descobriu um grau de liberdade anteriormente negligenciado nas ondas de luz, permitindo que um fenômeno antes considerado "virtual" fosse explicado por fatores totalmente reais.

Notavelmente, os pulsos de luz neste meio podem se mover temporariamente mais rápido do que os fótons que os compõem. Isso pode parecer paradoxal, mas é uma consequência lógica da influência do meio e da estrutura da onda.

Muitas perspectivas para aplicações práticas

O sucesso deste experimento não representa apenas um avanço no campo da física teórica. A observação da luz em um estado chamado "tempo imaginário" também abre muitas perspectivas para aplicações práticas na vida moderna.

À medida que os humanos entendem melhor como as ondas eletromagnéticas, da luz às micro-ondas, se movem e mudam ao passarem pela matéria, podemos otimizar muitas das tecnologias que dependem delas.

Por exemplo, no campo das comunicações sem fio, esse novo conhecimento pode ajudar a melhorar a velocidade e a precisão da transmissão de sinais. Com sistemas de radar e sensores, pode contribuir para aumentar a sensibilidade e reduzir a interferência, melhorando assim a eficiência em áreas como aviação, militar e automação.

Particularmente no mundo emergente da computação quântica, onde cada interação depende do comportamento de partículas microscópicas como fótons, uma compreensão mais profunda de como a luz se comporta pode ser fundamental para projetar dispositivos de computação mais poderosos e estáveis ​​no futuro.

Em outras palavras, de um fenômeno antes considerado completamente abstrato, o tempo virtual está gradualmente se tornando uma parte útil do mundo tecnológico real.

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MINH HAI

Fonte: https://tuoitre.vn/lan-dau-bat-duoc-anh-sang-trong-thoi-gian-ao-20250630214758668.htm