![\"\"](\"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/LSA-Cover-Image-202409_31-782x1024.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\u201cA descoberta foi poss\u00edvel pelo uso de uma t\u00e9cnica mais precisa de medi\u00e7\u00e3o das varia\u00e7\u00f5es de fase da luz que foi utilizada pelos pesquisadores chineses, que realizaram as medidas experimentais. A interpreta\u00e7\u00e3o te\u00f3rica dos resultados experimentais foi feita em conjunto conosco. Essa foi a primeira demonstra\u00e7\u00e3o de uma fase v\u00edtrea fot\u00f4nica baseada no mecanismo de espalhamento Rayleigh\u201d, explica o professor da UFPE Ernesto P. Raposo que, junto com o cientista brasileiro Anderson S. L. Gomes, da mesma institui\u00e7\u00e3o de ensino e pesquisa, assinam o artigo com os cientistas chineses.<\/p>\n\n\n\n
Mas, para entender essa hist\u00f3ria, \u00e9 preciso saber como surgiu parte da inspira\u00e7\u00e3o da ideia, que veio do magnetismo, de onde surgiu a express\u00e3o \u201cvidro de spins\u201d. A quebra de simetria de r\u00e9plicas (\u201creplica symmetry breaking\u201d, RSB) \u00e9 um conceito importante em sistemas complexos nesse tema, porque r\u00e9plicas id\u00eanticas de um sistema podem se comportar de maneira diferente sob certas condi\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n
Imagine um material com um conjunto de part\u00edculas com uma propriedade chamada de spin, que pode ser explicado como o momento magn\u00e9tico intr\u00ednseco do el\u00e9tron. Numa vis\u00e3o simplificada, os spins do material em temperaturas bastante altas apontam aleatoriamente em todas as dire\u00e7\u00f5es e mudam de dire\u00e7\u00e3o rapidamente. Conforme a temperatura do sistema \u00e9 gradualmente reduzida, ocorre uma transi\u00e7\u00e3o de fase em que esses spins \u201ccongelam\u201d em dire\u00e7\u00f5es aleat\u00f3rias, resultando em uma fase chamada de \u201cvidro de spins\u201d. Esse comportamento reflete a complexidade intr\u00ednseca do sistema. Em 2021, Giorgio Parisi foi premiado com o Nobel de F\u00edsica justamente por desvendar como a desordem e as flutua\u00e7\u00f5es afetam sistemas complexos, de escalas microsc\u00f3picas at\u00e9 planet\u00e1rias.<\/p>\n\n\n\n
Desde 2006, a fase v\u00edtrea com RSB, que antes era uma peculiaridade dos sistemas magn\u00e9ticos, tamb\u00e9m passou a ser prevista teoricamente em sistemas fot\u00f4nicos, tendo sido de fato observada pela primeira vez em 2015. Bingo! Esse avan\u00e7o abriu caminho para novas pesquisas sobre as semelhan\u00e7as entre os regimes \u00f3pticos e magn\u00e9ticos.<\/p>\n\n\n\n
Em sistemas fot\u00f4nicos, os cientistas n\u00e3o usam express\u00f5es referentes aos spins magn\u00e9ticos, mas sim aos modos \u00f3pticos e ao comportamento das ondas de luz. Quando um sistema fot\u00f4nico est\u00e1 em uma \u201cfase v\u00edtrea\u201d, isso significa um estado em que as propriedades das ondas de luz, como suas fases e amplitudes, est\u00e3o em um estado desordenado semelhante ao dos vidros de spins. \u201c\u00c9 uma analogia em que o spin no material magn\u00e9tico seria correspondente \u00e0 amplitude da onda eletromagn\u00e9tica\u201d, explica Raposo, em entrevista ao Boletim SBF<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n O desenvolvimento desse fen\u00f4meno foi poss\u00edvel pela cria\u00e7\u00e3o de lasers nos quais os feixes de luz n\u00e3o s\u00e3o totalmente coerentes, emitindo radia\u00e7\u00f5es eletromagn\u00e9ticas em diferentes fases. Eles s\u00e3o chamados de \u201clasers aleat\u00f3rios\u201d, que n\u00e3o precisam de uma cavidade ressonante para amplificar e emitir luz coerente. Em vez disso, eles funcionam com a luz sendo espalhada de forma aleat\u00f3ria por um meio material que amplifica o sinal. Os pesquisadores chineses utilizaram no experimento uma fibra \u00f3tica convencional, e propagaram a luz em uma fibra \u00f3tica de 15 km de extens\u00e3o para conseguir obter esse efeito explorando o espalhamento Raman como meio ativo e o espalhamento Rayleigh na pr\u00f3pria fibra, explica Gomes.<\/p>\n\n\n\n Gomes faz uma outra analogia com os sistemas magn\u00e9ticos: os modos \u00f3pticos laser equivalem aos spins e a pot\u00eancia de excita\u00e7\u00e3o do sistema corresponde ao inverso da temperatura. \u201cO que seria a temperatura no material magn\u00e9tico corresponde ao inverso da pot\u00eancia de excita\u00e7\u00e3o do laser.\u201d<\/p>\n\n\n\n No estudo publicado, foi revelado um mecanismo in\u00e9dito para a fase v\u00edtrea fot\u00f4nica RSB. \u00c9 neste ponto que entra a explica\u00e7\u00e3o sobre a cor do c\u00e9u: essa descoberta se baseia no fen\u00f4meno do espalhamento Rayleigh em um meio de ganho Raman de uma fibra de laser aleat\u00f3rio, tamb\u00e9m conhecida como \u201crandom fiber laser\u201d (RFL). No espalhamento Rayleigh, a luz \u00e9 dispersa por part\u00edculas muito menores que o comprimento de onda, como mol\u00e9culas de oxig\u00eanio e nitrog\u00eanio presentes na atmosfera, o que cria um comportamento aleat\u00f3rio que influencia a propaga\u00e7\u00e3o da luz. Exatamente o fen\u00f4meno respons\u00e1vel pela cor azul do c\u00e9u, \u00e0s vezes rara devido \u00e0 polui\u00e7\u00e3o atmosf\u00e9rica.<\/p>\n\n\n\n Para alcan\u00e7ar essas conclus\u00f5es, foi essencial realizar medi\u00e7\u00f5es experimentais das varia\u00e7\u00f5es de fase das ondas de luz com extrema precis\u00e3o. Esse n\u00edvel de detalhamento permitiu que os dados fossem interpretados com base em um modelo te\u00f3rico sofisticado, baseado em uma vers\u00e3o modificada da equa\u00e7\u00e3o de Schr\u00f6dinger n\u00e3o-linear. A equa\u00e7\u00e3o de Schr\u00f6dinger \u00e9 fundamental na f\u00edsica qu\u00e2ntica, descrevendo o comportamento qu\u00e2ntico de part\u00edculas em diferentes condi\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n O que tamb\u00e9m torna esse estudo relevante \u00e9 a sua capacidade de abrir caminho para futuras aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas. Sistemas complexos, como os lasers aleat\u00f3rios, t\u00eam potencial de impactar o desenvolvimento de novas tecnologias de comunica\u00e7\u00e3o, sensores, imagens e at\u00e9 novos tipos de materiais. \u201cVoc\u00ea consegue fazer sensores de temperatura com esse tipo de material e aprimorar o imageamento de exames na medicina. Mas h\u00e1 tamb\u00e9m um avan\u00e7o importante na ci\u00eancia b\u00e1sica\u201d, diz Gomes.<\/p>\n\n\n\n O trabalho abre novas portas para a explora\u00e7\u00e3o de fen\u00f4menos fot\u00f4nicos em ambientes desordenados, permitindo uma compreens\u00e3o mais profunda das propriedades \u00f3pticas da luz em sistemas que desafiam as normas tradicionais. Com esse avan\u00e7o, fica evidente que a ci\u00eancia est\u00e1 cada vez mais pr\u00f3xima de entender e utilizar a complexidade a seu favor, explorando fen\u00f4menos que antes pareciam ser apenas teorias abstratas. Essa colabora\u00e7\u00e3o internacional exemplifica como a uni\u00e3o de esfor\u00e7os pode trazer insights importantes e aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas em um campo que ainda guarda muitos mist\u00e9rios.<\/p>\n\n\n\n (Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Voc\u00ea j\u00e1 se perguntou por que o c\u00e9u \u00e9 azul? A resposta est\u00e1 em um fen\u00f4meno chamado \u201cespalhamento Rayleigh\u201d. Agora, imagine que esse mesmo fen\u00f4meno, que pinta o c\u00e9u de azul, seja a chave para descobrir novas fases da mat\u00e9ria em sistemas de luz laser. \u00c9 exatamente isso que pesquisadores brasileiros e chineses exploraram em […]<\/p>\n","protected":false},"author":12,"featured_media":24727,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[124],"tags":[875,876,873,874,872,877],"class_list":["post-24726","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-destaque-em-fisica","tag-anderson-s-l-gomes","tag-ernesto-p-raposo","tag-espalhamento-rayleigh","tag-light-science-applications","tag-replica-symmetry-breaking-in-1d-rayleigh-scattering-system-theory-and-validations","tag-ufpe"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24726","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/users\/12"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=24726"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24726\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24729,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24726\/revisions\/24729"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media\/24727"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24726"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24726"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24726"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}