Prender a luz dentro de um metamaterial torna-o 10x magnético

Jul 19, 2023

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Isto poderia abrir portas para tecnologias que pensávamos serem impossíveis.

A vida moderna é possível graças ao eletromagnetismo. Qualquer tecnologia que você usa hoje utiliza alguma propriedade eletromagnética descoberta pela física ao longo dos séculos. Encontrar novas formas de manipular a luz – que faz parte do espectro eletromagnético – e o magnetismo permitirá a criação de tecnologias (especialmente no domínio quântico) que ainda não podemos imaginar.

Para explorar novas formas de controlar esta força fundamental da natureza, cientistas do City College of New York (CCNY) prenderam a luz dentro de um metamaterial magnético e tornaram o próprio material 10 vezes mais magnético no processo. Os resultados do estudo foram publicados esta semana na revista Nature.

O material utilizado foi um semicondutor revestido com cromo, enxofre e bromo, e está em uma classe conhecida como materiais magnéticos de van der Waals (em homenagem ao físico teórico holandês Johannes Diderik van der Waals). Esses materiais contêm atributos não comumente encontrados em materiais naturais, e os cientistas estão apenas começando a compreender suas possíveis aplicações.

Crucialmente, este material de van der Waals tem a capacidade de criar quasipartículas conhecidas como excitons, que interagem tanto com a luz como com outras partículas. São essas interações ópticas que prendem a luz e tornam o material tão magnético.

“Como a luz salta para frente e para trás dentro do ímã, as interações são genuinamente melhoradas”, disse Florian Dirnberger, do CCNY, principal autor do estudo, em comunicado à imprensa. “Para dar um exemplo, quando aplicamos um campo magnético externo, o reflexo da luz no infravermelho próximo é tão alterado que o material basicamente muda de cor. Essa é uma resposta magneto-óptica bastante forte.”

Uma interação tão forte entre luz e magnetismo não é comum, e é por isso que os pesquisadores dizem que muitas tecnologias magneto-ópticas requerem detecção sensível de luz. Mas este novo material preenche a lacuna entre os dois e poderá abrir portas para tecnologias anteriormente consideradas impossíveis.

“As aplicações tecnológicas de materiais magnéticos hoje estão principalmente relacionadas a fenômenos magnetoelétricos”, disse o coautor do estudo, Jiamin Quan, em um comunicado. “Dadas as interações tão fortes entre o magnetismo e a luz, podemos agora esperar um dia criar lasers magnéticos e reconsiderar antigos conceitos de memória magnética controlada opticamente”.

Darren mora em Portland, tem um gato e escreve/edita sobre ficção científica e como nosso mundo funciona. Você pode encontrar o material anterior dele no Gizmodo e no Paste se procurar bastante.

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