Dispositivo óptico imita buracos negros e buracos brancos

Espa?o

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/04/2025

Buracos negros e buracos brancos

Cientistas constru?ram um aparato experimental que permite simular a radia??o eletromagn?tica capturada ou emitida tanto por buracos negros quanto por buracos brancos.

Os buracos negros s?o bem conhecidos por sua capacidade de aprisionar luz e mat?ria, curvando o espa?o-tempo, criando um ponto sem retorno conhecido como horizonte de eventos. Mas h? tamb?m um outro conceito te?rico, conhecido como "buraco branco", que seria o inverso de um buraco negro, expelindo luz e mat?ria em vez de absorv?-las.

J? existem propostas de criar um an?logo de buraco negro usando lasers e at? criar um buraco negro eterno, mas Eric Plum e seus colegas da Universidade de Southampton, no Reino Unido, queriam algo mais vers?til.

Eles ent?o projetaram um dispositivo ?ptico que consegue simular aspectos tanto dos buracos negros quanto dos buracos brancos.

O dispositivo se baseia em um princ?pio conhecido como absor??o coerente perfeita de ondas de luz. Dependendo da polariza??o da luz, o dispositivo pode absorver ou rejeitar essa luz quase completamente, de forma an?loga ao comportamento de um buraco negro ou de um buraco branco no espa?o.

"Os an?logos s?o formas de acessar a f?sica, especialmente para objetos distantes como buracos negros, uma vez que as estruturas matem?ticas e os aspectos dos princ?pios f?sicos se repetem de maneiras surpreendentes em v?rios sistemas - desde fen?menos celestes at? dispositivos em nanoescala e picoescala," disse a professora Nina Vaidya - o an?logo aproveita uma inova??o anterior da equipe, um concentrador de luz que pode revolucionar os pain?is solares.

Outras aplica??es

O simulador de buracos negros e brancos funciona formando uma onda estacion?ria a partir das ondas de luz incidentes, onde as intera??es com um absorvedor ultrafino levam ? absor??o ou ? transmiss?o perfeitas, com base na polariza??o da luz. Em termos simples, ele se comporta como um objeto que absorve ou que repele a luz de modo quase perfeito.

"N?s apresentamos o conceito de buracos negros e brancos ?pticos que absorvem deterministicamente quase toda a luz de uma polariza??o, rejeitando a luz da polariza??o ortogonal. Ele se baseia em nossa demonstra??o experimental de absor??o coerente perfeita em banda larga em dispositivos compactos, possibilitada por coer?ncia espacial e interfer?ncia, enquanto a sensibilidade ? polariza??o ? adquirida a partir da fase geom?trica dos feixes interferentes," detalhou Vaidya.

Os experimentos de prova de conceito da equipe comprovaram que seu dispositivo ?ptico manipula as ondas eletromagn?ticas de uma forma que espelha o comportamento dos buracos negros e brancos. E simula??es mostraram a aus?ncia de reflex?o, para formar um an?logo de buraco negro, e a forma??o de uma onda estacion?ria devido ? interfer?ncia da luz incidente e refletida, criando um an?logo de buraco branco.

Mas o dispositivo ? vers?til, podendo seu usado em outras aplica??es. "Nosso dispositivo ?ptico pode ser empregado como um an?logo para estudar e explorar a f?sica desses fen?menos celestes distantes; ou mesmo para fornecer uma estrutura pr?tica para diversas aplica??es potenciais de ajuste de ondas eletromagn?ticas e intera??es aprimoradas de luz e mat?ria, como detec??o, convers?o de energia, camuflagem multiespectral, tecnologias furtivas e muito mais," concluiu Vaidya.

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