Na segunda-feira (18), uma equipe de cientistas na Austrália anunciou
um avanço animador: pela primeira vez, pesquisadores conseguiram
transformar luz em som em um microchip. Mas, por mais malucas que novas
aplicações de física tendem a ser, provavelmente vai demorar muito tempo
até que você veja um desses chips em um computador à venda. Porém, mais
importante de tudo, o que diabos “transformar luz em som” significa?
Para entender a importância dessa conquista, você precisa saber que
existe um monte de pesquisadores dedicando suas vidas a uma tarefa (que
potencialmente soa boba): fazer com que partículas de luz façam o que
elétrons fazem em computadores. Se os computadores rodassem em
partículas de luz, chamadas de fótons, eles poderiam operar com menos
energia e produzir menos calor do que os dispositivos convencionais,
enquanto, ao mesmo tempo, se aproveitariam de cabos de fibra óptica já
em uso. Mas os fótons são muito, muito rápidos. E fazer de fato algo com
eles exige desacelerá-los.
Por sorte, a luz e o som são bastante parecidos, então eles são
traduzidos de maneira bem fácil de um para o outro — é assim que os
rádios funcionam, afinal. Ambos se movem como ondas, o primeiro como
radiação que consegue viajar através de um vácuo, o segundo como ondas
vibracionais se movendo através de partículas se esbarrando umas com as
outras. Ambos têm amplitudes (indicando o quão forte são) e comprimentos
de onda (indicando a distância entre os picos). Cientistas chamam a
menor unidade de luz de fótons, enquanto a menor unidade de vibração, ou
som, é chamada de fônon.
O chip de conversão de luz para som dos pesquisadores, o primeiro do
tipo, depende de algo chamado “dispersão estimulada de Brillouin”. Nesse
caso, duas ondas de luz, uma contendo os dados e a outra simplesmente
presente para ajudar a criar a onda de som, passam através de uma
espécie de fio especial que guia pulso de luz como um cabo de fibra
óptica especial. Quando as ondas colidem, a informação no campo elétrico
da onda de luz contendo dados agitam o material, criando uma pequena
onda de som com propriedades correspondentes. Os pesquisadores conseguem
reverter esse processo ao enviar a onda de som em outra onda de luz
auxiliar, recriando o pulso de onda de luz original.
Os pesquisadores criaram seu sistema de armazenamento de conversão de
luz para som em um chip minúsculo do tamanho de uma moeda, onde o fio
fazendo a conversão tinha apenas um micrômetro de largura, mas com cerca
de dez centímetros de comprimento, enrolado. Eles alegam que as ondas
de som em seu chip viajam cinco ordens de magnitude mais lentas do que a
luz viajaria, mas o sinal ainda durava cerca de 3,5 nanossegundos em
seu chip e não estava perfeitamente eficiente, de acordo com o artigo
publicado na Nature Communications. Isso significa que o sinal
apenas desacelerou um pouco e que parte dele foi perdida. De acordo com
um cálculo de verso de envelope, esse atraso é cerca de dez vezes mais
lento do que a luz viajando sem obstáculos.
Mas por que atrasar um sinal? Principalmente, por razões técnicas que
facilitariam a operação de um potencial computador fotônico. “Você
precisa atrasar um sinal quando sincroniza redes”, disse ao Gizmodo
Albert Schliesser, professor do Instituto Niels Bohr, na Dinamarca. “Se
você precisa de várias entradas ao mesmo tempo, você talvez precise
segurar um sinal por um momento até que o outro chegue para que você
possa processá-los juntos e tomar uma decisão baseada em ambas essas
entradas.”
Pelo menos um pesquisador com quem conversei achou o chip bastante
importante. “É crucial para a transferência de informações”, afirmou Lin
Tian, da Universidade da Califórnia, em entrevista ao Gizmodo. Ela
comentou que outros já converteram ondas de luz em som anteriormente,
mas que fazê-lo em um microchip poderia aproximar muito a tecnologia de
ser usada em aplicações industriais (embora não seja ainda por muito
tempo — ela não soube dizer de quantos anos de distância estamos falando
e disse que isso dependeria bastante do interesse no estudo).
Porém, novamente, esses chips teriam propósitos bastante técnicos,
mas seriam necessários para construir um computador à base de luz. Esses
computadores poderiam potencialmente ser mais rápidos, eficientes e
baratos do que o computador em que você está lendo esse artigo.
Schliesser explicou que, atualmente, desacelerar a luz exigiria grandes
bobinas de cabos de fibra óptica. Mas esse chip e seu sistema de
conversão de luz em som poderiam fazer isso com uma fração do material,
diminuindo, portanto, os custos. Tian também explicou que o chip pode
ser capaz de transformar o fóton de luz visível em um fônon e, então, em
um tipo diferente de partícula de luz, como uma micro-onda (o que
poderia ter aplicações úteis).
Por fim, a pesquisa é legal e um passo importante para o campo. Mas,
como geralmente é o caso com qualquer coisa que pareça empolgante e
difícil de entender, não estamos nem um pouco perto de criar algo que
você verá em breve no seu iPhone.
Fonte: Gizmodo