Sudoku e padrões não-markovianos em feixes de luz

Uma pesquisa brasileira na área de fotônica que foi destacada no Boletim da SBF em 3 de setembro agora ganha comentário elogioso publicado na revista NATURE.

Experimentos com luz costumam envolver processos conhecidos como markovianos. O nome é uma homenagem ao matemático Andrey Markov e, em linhas gerais, os sistemas markovianos podem ser definidos como sistemas aleatórios que não têm memória: o estado presente é suficiente para determinar o próximo passo, sem necessidade de saber o que aconteceu no passado.

Uma das características marcantes de sistemas markovianos é que o comportamento de cada elemento do sistema é determinado apenas por seus vizinhos mais próximos, sem conexão com os mais distantes. Normalmente é assim que funcionam os experimentos fotônicos. Mas, num arranjo simples e criativo, um grupo de pesquisadores no Brasil e em Israel conseguiu subverter essa lógica e criar luz que obedece a padrões não-markovianos, o que pode ter implicações importantes para a compreensão desses sistemas e também pode vir a ser útil para aplicações tecnológicas.

O trabalho tem como primeiro autor Robert Fischer, da Universidade Federal Tecnológica do Paraná, em Curitiba, e conta com pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba, em João Pessoa, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Porto Alegre, e do Instituto Weizmann de Ciência, em Rehovot (Israel).

Os resultados foram publicados em 14 de agosto no "Physical Review Letters" e foram alvo de comentário especializado na seção News & Views da NATURE na edição de 29 de outubro.

Para obter luz com distribuição espacial não-markoviana, Fischer e seus colegas modificaram o padrão de fase transveral de um feixe de laser usando um dispositivo conhecido como modulador espacial de luz. Então, impuseram ao feixe um padrão de fase particular que corresponde a soluções numéricas de sudokus sobrepostos -- jogos marcados justamente pela interdependência dos números em cada uma das células, correspondendo a um sistema não-markoviano.

"Fischer e seus colegas mostraram que luz que tem uma distribuição espacial não-markoviana pode ser gerada de uma forma altamente flexível com um arranjo simples e rápido", escrevem Toni Eichelkraut e Alexander Szameit, em seu comentário na "Nature" (clique aqui para lê-lo, texto completo só para assinantes). "Esses resultados fascinantes abrem caminho para a geração de novos tipos de feixes de luz 'padronizados', em que propriedades como intensidade ou polarização são usadas para armazenar informação", concluem.

Para ler o artigo completo do "PRL", clique aqui (só para assinantes) ou aqui (acesso livre).

 

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