{"id":26672,"date":"2025-05-15T16:11:19","date_gmt":"2025-05-15T19:11:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=26672"},"modified":"2025-05-15T16:24:20","modified_gmt":"2025-05-15T19:24:20","slug":"pesquisa-revela-o-estado-escuro-da-luz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/pesquisa-revela-o-estado-escuro-da-luz\/","title":{"rendered":"Pesquisa revela o \u201cestado escuro\u201d da luz"},"content":{"rendered":"\n

Imagine estar na praia em um dia claro. Voc\u00ea se protege sob um guarda-sol e, apesar da luz ao redor, ali, naquela sombra, voc\u00ea n\u00e3o sofre os danos dessa luz intensa. Mas basta fechar o guarda-sol para voc\u00ea sofrer os efeitos daquela luz escaldante. Nesse exemplo cotidiano, o \u201cestado\u201d do guarda-sol (mat\u00e9ria) faz toda a diferen\u00e7a. Uma nova pesquisa desenvolvida na Universidade Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), com colabora\u00e7\u00e3o do Instituto Max-Planck de \u00d3ptica Qu\u00e2ntica (Alemanha), mostrou que a luz tamb\u00e9m pode estar em estados (qu\u00e2nticos) que fazem toda a diferen\u00e7a em rela\u00e7\u00e3o ao que observamos, inclusive mostrando que a luz pode estar mesmo em locais onde n\u00e3o a vemos. Segundo os autores do trabalho, isso acontece pois, nesses estados, a luz \u00e9 incapaz de interagir com a mat\u00e9ria.<\/p>\n\n\n\n

Intitulado \u201cBright and Dark States of Light: The Quantum Origin of Classical Interference<\/a>\u201d, o estudo, publicado em abril na revista Physical Review Letters (PRL), contou com a participa\u00e7\u00e3o dos pesquisadores Celso J. Villas-Boas, Carlos E. Maximo, Paulo P. de Souza e Romain Bachelard, todos da UFSCar na \u00e9poca do desenvolvimento do trabalho, e do Prof. Gerhard Rempe, do Instituto Max-Planck de \u00d3ptica Qu\u00e2ntica (Alemanha). Esse estudo apresenta uma explica\u00e7\u00e3o inteiramente qu\u00e2ntica para um dos fen\u00f4menos mais conhecidos da f\u00edsica: a interfer\u00eancia da luz. \u201cTrata-se de uma quest\u00e3o extremamente fundamental, discutida e estudada h\u00e1 s\u00e9culos\u201d, diz Villas-Boas, professor no Departamento de F\u00edsica da UFSCar.<\/p>\n\n\n\n

Tradicionalmente, a interfer\u00eancia \u00e9 explicada com base em ondas. Se duas ondas se encontram e est\u00e3o em fase, somam-se e produzem uma luz mais intensa, como duas gotas que caem em uma po\u00e7a e geram ondas que se refor\u00e7am. Se est\u00e3o fora de fase, podem se anular, e o resultado parece ser a aus\u00eancia de ondas (ou de luz) naquele ponto.<\/p>\n\n\n\n

Para o cientista, o exemplo cl\u00e1ssico \u00e9 o experimento da dupla fenda, em que a luz produz padr\u00f5es de franjas claras e escuras, como se ondas de \u00e1gua se sobrepusessem. Em certos pontos da interfer\u00eancia, parece n\u00e3o haver luz. O ponto central \u00e9 que, nessa vis\u00e3o cl\u00e1ssica, a luz \u00e9 uma onda, e interfer\u00eancias ocorrem como resultado da sobreposi\u00e7\u00e3o de campos eletromagn\u00e9ticos. De acordo com a teoria eletromagn\u00e9tica cl\u00e1ssica, se dois feixes de luz coerentes se superpuserem com diferen\u00e7a de fase tal que ocorra interfer\u00eancia completamente destrutiva, o campo el\u00e9trico resultante no ponto de sobreposi\u00e7\u00e3o ser\u00e1 nulo, implicando na aus\u00eancia de intensidade luminosa nesse ponto. Mas o novo estudo revela que sim, existe luz naquele ponto!<\/p>\n\n\n\n

A explica\u00e7\u00e3o est\u00e1 nos chamados estados escuros e estados brilhantes da luz, conceitos centrais do estudo. Em termos simples, os pesquisadores descobriram que cada f\u00f3ton de dois feixes de luz pode se combinar formando superposi\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas, isto \u00e9, estados qu\u00e2nticos coletivos da luz. \u201cMesmo que o campo el\u00e9trico m\u00e9dio seja nulo, ainda pode existir luz ali. S\u00f3 que de forma diferente\u201d, explica Villas-Boas.<\/p>\n\n\n\n

O estado brilhante \u00e9 aquele que interage fortemente com a mat\u00e9ria. J\u00e1 o estado escuro, o chamado \u201cdark state\u201d<\/em>, n\u00e3o interage da forma usual. \u201cH\u00e1 f\u00f3tons, mas eles n\u00e3o interagem com a mat\u00e9ria. Se houver um \u00e1tomo no espa\u00e7o livre, sozinho, e sobre ele incidir um f\u00f3ton em estado escuro, n\u00e3o haver\u00e1 intera\u00e7\u00e3o. O el\u00e9tron ligado a um \u00e1tomo n\u00e3o ser\u00e1 excitado. O f\u00f3ton n\u00e3o excita detectores nem transfere momento. Mas est\u00e1 l\u00e1.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Esses estados s\u00e3o formados por combina\u00e7\u00f5es espec\u00edficas de f\u00f3tons em dois modos distintos. Ao inv\u00e9s de pensar em luz como ondas que se sobrep\u00f5em, podemos entend\u00ea-la como part\u00edculas entrela\u00e7adas. O estudo prop\u00f5e que essa descri\u00e7\u00e3o, baseada na superposi\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, \u00e9 suficiente para explicar a interfer\u00eancia, sem precisar invocar o modelo ondulat\u00f3rio.<\/p>\n\n\n\n

\u201cIsso toca em quest\u00f5es que remontam aos debates entre Newton e Huygens, sobre o que \u00e9 a luz\u201d, diz Villas-Boas. E tem implica\u00e7\u00f5es filos\u00f3ficas e pr\u00e1ticas. \u201cVoc\u00ea pode usar esse conhecimento para melhorar sensores, comunica\u00e7\u00f5es por entrela\u00e7amento de f\u00f3tons, computadores qu\u00e2nticos.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Ao reexaminar a interfer\u00eancia com lentes qu\u00e2nticas, os pesquisadores d\u00e3o novo f\u00f4lego ao princ\u00edpio da complementaridade de Niels Bohr, aquele que diz que certos aspectos da natureza n\u00e3o podem ser observados simultaneamente, como o comportamento de onda e part\u00edcula da luz. Onde a teoria cl\u00e1ssica v\u00ea vazio, a qu\u00e2ntica v\u00ea possibilidade. Onde tudo parece cancelado, o emaranhado ainda pulsa. Como o pr\u00f3prio artigo sugere, h\u00e1 mais do que o olho pode ver. No aparente escuro, a luz qu\u00e2ntica ainda dan\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

Multim\u00eddia<\/h2>\n\n\n\n

A pesquisa com a participa\u00e7\u00e3o desses cientistas brasileiros percorreu o mundo, em v\u00e1rias reportagens que o Boletim SBF<\/strong> compartilha abaixo:<\/p>\n\n\n\n

NASA Space News<\/h3>\n\n\n\n
\n