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Pacotes de ondas do espaço-tempo Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de feixe de laser que não segue os princípios longamente aceitos sobre como a luz se propaga e refrata quando atinge objetos. Isso pode ter implicações enormes para as tecnologias de comunicação óptica e para as aplicações do laser em geral. Os novos feixes de laser, batizados de "pacotes de ondas do espaço-tempo", seguem regras diferentes quando refratam, ou seja, quando passam por diferentes materiais. Normalmente, a luz fica mais lenta quando sai de um meio para um outro meio mais denso - como quando ela sai do ar e entra em um vidro, por exemplo. "Em contraste, os pacotes de ondas do espaço-tempo podem ser arranjados para se comportar da maneira usual, ou para não mudar sua velocidade de forma alguma, ou mesmo para acelerar anormalmente em materiais mais densos. Dessa forma, esses pulsos de luz podem chegar a diferentes pontos no espaço ao mesmo tempo. A demonstração lembra outro feito recente, quando um "foco voador" fez o laser saltar 50 vezes mais rápido que a luz comum. [Imagem: Eugene Kawaluk/University of Rochester] "Pense em como uma colher dentro de um copo cheio de água parece quebrada no ponto em que a água e o ar se encontram. A velocidade da luz no ar é diferente da velocidade da luz na água. Com isso, os raios de luz acabam se curvando após cruzarem a superfície entre o ar e a água e, portanto, a colher parece torta. Esse é um fenômeno bem conhecido, descrito pela Lei de Snell," explicou o professor Ayman Abouraddy, da Universidade Central da Flórida, nos EUA. Com o novo laser, a coisa não funciona bem assim: Embora a Lei de Snell ainda se aplique, a mudança que normalmente ocorre na velocidade da luz não é mais aplicável ao laser do espaço-tempo. Isso também contraria o Princípio de Fermat, que afirma que a luz sempre viaja de tal forma a seguir o caminho mais curto. Pulso de luz A equipe criou os pacotes de onda do espaço-tempo usando um dispositivo conhecido como "modulador espacial de luz" para reorganizar a energia de um pulso de luz de modo que suas propriedades no espaço e no tempo não sejam mais separadas. Isso permite controlar a "velocidade de grupo" do pulso de luz, que é aproximadamente a velocidade na qual o pico do pulso de luz viaja - mexer no perfil desses pulsos de luz já permitiu diminuir a velocidade da luz no ar e criar pulsos superluminais que viajam mais rápido que a própria luz. "O que descobrimos aqui é que, não importa quão diferentes sejam os materiais pelos quais a luz passa, sempre existe um de nossos pacotes de onda do espaço-tempo que pode cruzar a interface dos dois materiais sem alterar sua velocidade. Então, não importa quais sejam as propriedades desse meio, [o pulso] atravessará a interface e continuará como se a interface não estivesse lá," disse Abouraddy. Mensagens sem retardo Para o campo das comunicações, essa inovação nos lasers significa que a velocidade de uma mensagem que viaja nesses pacotes de luz não é mais afetada por viajar através de diferentes materiais de diferentes densidades, seja o ar, o vidro da fibra óptica ou qualquer outro. "Imagine um avião tentando se comunicar com dois submarinos à mesma profundidade, mas um está longe e o outro está perto; o que estiver mais longe experimentará um retardo maior [na recepção da mensagem] do que o que está por perto," explicou Abouraddy. "Descobrimos que podemos fazer com que nossos pulsos se propaguem de forma que cheguem aos dois submarinos ao mesmo tempo. Na verdade, agora a pessoa que envia o pulso não precisa nem mesmo saber onde estão os submarinos, desde que eles estejam à mesma profundidade. Todos os submarinos receberão o pulso ao mesmo tempo, de forma que você poderá sincronizá-los às cegas, sem saber onde eles estão." fonte: inovacaotecnologica.com.br

Os motores de dobra acabam de entrar no reino do "permitido pela Física". [Imagem: NASA] Motor de dobra realístico A ideia de construir um "motor de dobra" saiu do reino da ficção para o reino das teorias científicas por meio do físico mexicano Miguel Alcubierre, em 1944. Alcubierre propôs um esquema para construir um motor de dobra que não é especificamente um motor, mas uma bolha que faria com que o espaço-tempo à frente da bolha se contraísse, expandindo-se logo atrás dela - a espaçonave poderia literalmente surfar dobrando o espaço-tempo, sem nenhuma aceleração e sem entrar em conflito com a Teoria da Relatividade. O problema é que, para construir essa nave em forma de gota, seria necessário um tipo de matéria exótica, com energia negativa, o que fez grande parte dos físicos torcerem o nariz para a teoria porque não existe comprovação de que tal material seja factível. Agora, contudo, dois físicos publicaram o primeiro modelo de motor de dobra que não fere nenhum conceito da física e não exige nenhuma matéria exótica e nenhum ingrediente que já não esteja incluído nas teorias físicas aceitas pela comunidade científica. Motor de dobra genérico "Muitas pessoas no campo da ciência estão cientes do motor de Alcubierre e acreditam que os motores de dobra não são físicos [não são possíveis pela Física] por causa da necessidade de energia negativa," disse Alexey Bobrick, da Universidade Lund, na Suécia. "Isso, no entanto, não é mais correto; seguimos em uma direção diferente da NASA e outros [pesquisadores], e nossa pesquisa mostrou que existem, na verdade, várias outras classes de motores de dobra na Relatividade Geral. Em particular, formulamos novas classes de soluções de motores de dobra que não requerem energia negativa e, assim, tornam-se físicos," completou. Na verdade, o modelo criado pela dupla é genérico, unificando todas as propostas de motores de dobra feitas anteriormente, sendo o motor de Alcubierre apenas um desses casos. Curiosamente, o motor de dobra precisa ter um formato plano ou muito achatado - quase como um disco voador. [Imagem: Applied Physics] Física e matematicamente possível A Teoria da Relatividade proíbe que qualquer coisa viaje acima da velocidade da luz, mas isso não vale para o próprio tecido do espaço-tempo, que pode se curvar em qualquer velocidade. Assim, a proposta é construir uma nave com uma densidade suficiente para fazer o espaço-tempo se curvar. Quanto mais fina for a parte frontal da nave, menos massa será necessário para conseguir isso. Além de que tudo agora cabe direitinho dentro das teorias, o resultado final não é tão diferente das propostas anteriores. Uma das novidades é que, enquanto nas propostas anteriores o motor de dobra não é realmente um motor, mas uma esfera que surfa por ondas do espaço-tempo, pelo novo modelo o motor de dobra exigirá propulsão, consistindo de um casco externo, com o formato o mais próximo possível de um disco, feito de matéria comum ou exótica, que surfará inercialmente depois de ter atingido uma velocidade determinada. "Apresentamos o primeiro modelo geral para motores de dobra subluminais de energia positiva, esfericamente simétricos; a construção de soluções para motores de dobra superluminais que satisfazem as desigualdades quânticas; fornecemos otimizações para a métrica de Alcubierre, que diminui as necessidades de energia negativa em duas ordens de magnitude; e introduzimos um motor de dobra espaçotemporal no qual a capacidade de espaço e a taxa de tempo podem ser escolhidas de maneira controlada," escreveram eles. Espécie interestelar O fato de ser matemática e fisicamente possível, não significa que agora ficou fácil construir um motor de dobra. A nova teoria torna isso possível, mas ainda exigirá o uso de materiais com uma densidade inalcançável pelos meios tecnológicos disponíveis, devido à massa necessária para construir essa nave-motor. Isso, contudo, não tira o entusiasmo da dupla. "Embora ainda não possamos quebrar a velocidade da luz, não precisamos fazer isso para nos tornarmos uma espécie interestelar. Nossa pesquisa de propulsão de dobra tem o potencial de nos unir a todos," disse Gianni Martire, coautor da proposta. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=motor-dobra-construido-sem-quebrar-leis-fisica&id=010130210304