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Física & Química

Cientistas observam fluxo ramificado da luz com bolhas de sabão pela primeira vez

Em determinadas ocasiões e meios, a luz pode se propagar de uma forma diferente. O fluxo ramificado da luz parece o percurso de um rio.

(Créditos da imagem: American Technion Society)

Em determinadas ocasiões e meios, a luz pode se propagar de uma forma diferente. Imaginamos sempre a luz se propagando em linha reta, como um laser. Mas não é sempre assim, também há o fluxo ramificado da luz.

Imagine o caminho de um rio: ao longo do percurso pode haver algumas ramificações, correto? Bom, o fluxo ramificado da luz é algo semelhante, mas só havia sido observado com elétrons, não com a luz.

Agora, pela primeira vez, pesquisadores do Technion, o Instituto de Tecnologia de Israel‎, conseguiram retirar isso da teoria e observaram a luz se ramificando. Os resultados foram publicados na Nature.

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Fluxo da luz

A luz só se propaga de forma perfeita no vácuo, onde não há nenhum obstáculo em seu caminho. Quando há algum meio, como o ar, a luz começa a se dispersar para os outros lados. 

Isso é natural, e é o que deixa o céu azul, é o que deixa o Sol alaranjado durante o pôr e o nascer do Sol, é o que faz com que as estrelas cintilem. A dispersão da luz é algo observado diariamente.

Entretanto, o fenômeno torna-se diferente quando coloca-se em um meio específico. É algo bastante impressionante, assemelhando-se aos rios, como citado no início do texto. 

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Quando o comprimento sob o qual os distúrbios ou interferências do meio variam são de uma ordem muito maior do que o comprimento da onda eletromagnética, essa dispersão é ramificada. 

Aos Phys.org, Miguel Bandres disse: “Quando temos um meio desordenado em que as variações são suaves, como uma paisagem de montanhas e vales, as ondas se propagam de maneira peculiar”.

“Elas formam canais que se dividem à medida que a onda se propaga, formando um belo padrão semelhante aos galhos de uma árvore”, completa.

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Sabe qual é o meio perfeito para reproduzir esse fenômeno de forma experimental? Incrivelmente são bolhas de sabão – e acredite, não foi uma criança que resolveu brincar com isso, no entanto.

(Créditos da imagem: American Technion Society)

O experimento

Para realizar o experimento, a equipe de pesquisadores utilizou uma feixe de laser, lançando-o contra uma membrana de sabão. Parece algo simples, mas a explicação por trás é bastante bonita.

Não possuímos controle sobre como será moldada a superfície de uma bolha de sabão. Isso tudo é feito pelas condições atmosféricas, pela pressão, pela composição e concentração do sabão, etc.

Portanto, nessa membrana são criadas algumas variações aleatórias, como ocorre naquela explicação das montanhas feita por Brandes, em uma frase do tópico anterior.

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“Isso mostra que fenômenos intrigantes também podem ser observados em sistemas simples e é preciso ser perspicaz o suficiente para descobri-los”, disse o Prof. Uri Sivan ao Phys.org.

“Em óptica, geralmente damos duro para manter a luz focada e se propagar como um feixe colimado, mas aqui a surpresa é que a estrutura aleatória do filme de sabão naturalmente fez com que a luz permanecesse focada”, disse Tolik Patsyk.

A descoberta de um método para criar ramificações com a luz  pode abrir um grande leque de possibilidades dentro do ramo da física que estuda a ótica – ou a possui como parte de outras áreas, portanto.

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O estudo foi publicado na revista Nature. Os pesquisadores responsáveis pela pesquisa continuam estudando a propriedade.

Com informações de American Technion Society e Phys.org.

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É divulgador científico por paixão. Gradua-se em Física pela UFSCAR e atua principalmente na Ciencianautas e SoCientífica.


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