{"id":4180,"date":"2018-09-06T13:55:52","date_gmt":"2018-09-06T16:55:52","guid":{"rendered":"https:\/\/sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/2018\/09\/06\/fisicos-escutam-espelho-vibrar-com-o-momento-da-luz\/"},"modified":"2022-08-19T04:39:29","modified_gmt":"2022-08-19T07:39:29","slug":"fisicos-escutam-espelho-vibrar-com-o-momento-da-luz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/fisicos-escutam-espelho-vibrar-com-o-momento-da-luz\/","title":{"rendered":"F\u00edsicos &#8220;escutam&#8221; espelho vibrar com o momento da luz"},"content":{"rendered":"\n<p>Dois f\u00edsicos brasileiros participaram de uma equipe internacional de pesquisadores que conseguiu, pela primeira vez, isolar e medir com precis\u00e3o as vibra\u00e7\u00f5es na superf\u00edcie de um espelho, geradas quando um feixe de luz bate em sua superf\u00edcie e \u00e9 refletido de volta. A pesquisa avan\u00e7a o conhecimento sobre as for\u00e7as que a luz exerce em objetos em n\u00edvel microsc\u00f3pico, essencial para o desenvolvimento da nanotecnologia.<\/p>\n\n\n\n<p>As vibra\u00e7\u00f5es causadas pelo empurr\u00e3o da luz refletida no espelho s\u00e3o ondas el\u00e1sticas, como aquelas geradas nos terremotos, s\u00f3 que muito menores: fazem a superf\u00edcie de um espelho subir e descer apenas alguns picometros \u2014 comprimentos 100 milh\u00f5es de vezes menores que a espessura de um fio de cabelo. &#8220;O grande avan\u00e7o de nosso trabalho foi conseguir detectar deforma\u00e7\u00f5es criadas pelo momento da luz em um s\u00f3lido na escala de picometros&#8221;, diz Nelson Astrath, f\u00edsico da Universidade Estadual de Maring\u00e1 (UEM).<\/p>\n\n\n\n<!--more-->\n\n\n\n<p>Em parceria com os pesquisadores Kenneth Chau e Max Bethune-Waddell, da Universidade da Columbia Brit\u00e2nica, no Canad\u00e1, Astrath e o f\u00edsico Gustavo Lukasievicz, da Universidade Tecnol\u00f3gica Federal do Paran\u00e1 (UTFPR) desenvolveram simula\u00e7\u00f5es computacionais detalhadas que permitiram compreender os resultados obtidos nos experimentos realizados pelos f\u00edsicos Toma\u017e Po\u017ear, Jernej Lalo\u0161, Ale\u0161 Babnik e Rok Petkov\u0161ek, da Faculdade de Engenharia de Ljubjana, na Eslov\u00eania.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-rich is-provider-incorporar-manipulador wp-block-embed-incorporar-manipulador wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe title=\"[Destaque em F\u00edsica] F\u00edsicos &quot;escutam&quot; espelho vibrar com o momento da luz\" width=\"900\" height=\"506\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/MqZS6CBECKU?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture\" allowfullscreen title=\"[Destaque em F\u00edsica] F\u00edsicos \"escutam\" espelho vibrar com o momento da luz\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" class=\"lazyload\" data-load-mode=\"1\"><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>O principal desafio dos experimentos foi diminuir ao m\u00e1ximo a absor\u00e7\u00e3o de luz pelo espelho, para evitar que sua superf\u00edcie se movesse devido ao aquecimento pela luz absorvida. Lukasievicz explica que, em um espelho normal, esse aquecimento pode provocar vibra\u00e7\u00f5es da ordem de nan\u00f4metros, mil vezes maiores que as oscila\u00e7\u00f5es provocadas pela absor\u00e7\u00e3o de momento da luz.<\/p>\n\n\n\n<p>A equipe de Po\u017ear construiu um espelho especial, capaz de refletir 99,93% da luz incidente, isolado ac\u00fastica e termicamente. A equipe tamb\u00e9m desenvolveu sensores piezoel\u00e9tricos extremamente sens\u00edveis para captar as vibra\u00e7\u00f5es mec\u00e2nicas na superf\u00edcie do espelho e convert\u00ea-las em um sinal el\u00e9trico.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Pin\u00e7as \u00f3pticas mais precisas<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>N\u00e3o \u00e9 novidade que a luz pode empurrar objetos ou, em outras palavras, que a luz carrega momento, ainda que muito pequeno, e \u00e9 capaz de transferi-lo para a mat\u00e9ria. No come\u00e7o do s\u00e9culo XX, os f\u00edsicos come\u00e7aram a debater sobre como usar a teoria do eletromagnetismo para calcular as for\u00e7as que o momento da luz exerce na mat\u00e9ria. O debate sobre qual seria a formula\u00e7\u00e3o mais precisa para essas for\u00e7as continua at\u00e9 hoje.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Existem cinco formula\u00e7\u00f5es para a for\u00e7a da luz na mat\u00e9ria, todas plaus\u00edveis&#8221;, explica Astrath. Suas simula\u00e7\u00f5es detalhadas comprovaram que todas as cinco formula\u00e7\u00f5es conhecidas descrevem bem as oscila\u00e7\u00f5es na superf\u00edcie do espelho provocadas pela reflex\u00e3o do feixe laser.<\/p>\n\n\n\n<p>Animados pela precis\u00e3o alcan\u00e7ada pelos sensores desenvolvidos neste trabalho, Astrath, Lukasievicz e seus colaboradores pretendem agora observar a transfer\u00eancia de momento de um feixe laser no interior de um meio l\u00edquido. Em experimentos sendo realizados no Brasil, <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1038\/ncomms5363\">semelhantes aos que realizaram em 2014<\/a>, eles esperam descobrir qual das cinco formula\u00e7\u00f5es seria a mais adequada nesse caso.<\/p>\n\n\n\n<p>Conhecer a melhor formula\u00e7\u00e3o permitiria projetar com mais precis\u00e3o os feixes laser das chamadas pin\u00e7as \u00f3pticas, instrumentos que utilizam a for\u00e7a da luz para manipular mol\u00e9culas biol\u00f3gicas, como o DNA e as prote\u00ednas. &#8220;O desenvolvimento dessa tecnologia daria um salto enorme&#8221;, afirma Astrath.<\/p>\n\n\n\n<p>A pesquisa pesquisa foi realizada com financiamento do CNPq, CAPES, Funda\u00e7\u00e3o Arauc\u00e1ria, NSERCC e ARRS. Os resultados foram publicados <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-018-05706-3\">em artigo na revista Nature Communications <\/a>&nbsp;(acesso livre).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dois f\u00edsicos brasileiros participaram de uma equipe internacional de pesquisadores que conseguiu, pela primeira vez, isolar e medir com precis\u00e3o as vibra\u00e7\u00f5es na superf\u00edcie de um espelho, geradas quando um feixe de luz bate em sua superf\u00edcie e \u00e9 refletido de volta. 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