MADRID 24 abr. (EUROPA PRESS) -
Ao quebrar um paradigma de décadas e repensar o papel da dimensão do tempo na física, uma nova pesquisa explorou uma nova dimensão da luz.
Pesquisadores da Universidade de Rostock e da Universidade de Birmingham descobriram novos flashes de luz que surgem e desaparecem no nada, como mágica à primeira vista, mas com raízes matemáticas profundas que protegem contra todos os tipos de perturbações externas. Suas descobertas foram publicadas na revista Nature Photonics.
SETA DO TEMPO
O tempo é uma dimensão estranha: ao contrário de seus irmãos espaciais, é uma via de mão única, pois o relógio só anda para frente e nunca para trás. Os cientistas sabem há muito tempo sobre as peculiaridades do tempo, e o astrofísico britânico Sir Arthur Eddington refletiu sobre essa "seta do tempo" em suas palestras de 1927. Entretanto, seja por causa de sua singularidade ou a despeito dela, o tempo como uma dimensão na qual a física se desenvolve tem recebido muito menos atenção do que o espaço.
Recentemente, no entanto, o rápido progresso na investigação dos chamados cristais de espaço-tempo, objetos com padrões repetitivos no tempo e no espaço, inspirou um repensar da função que o tempo deve desempenhar em nossa compreensão da física. Além disso, isso levantou a questão de se a singularidade do tempo pode ser mais do que apenas uma peculiaridade e, em vez disso, levar a novos efeitos com aplicações práticas.
QUE HAJA LUZ!
Os pesquisadores por trás do novo estudo aceitaram esse desafio e fizeram uma descoberta crucial: em seus experimentos, a luz parece estar fixada em um ponto singular no espaço-tempo. "É quase bíblico: no início, não há nada. Então a física diz: 'Haja luz', e de fato há luz, em um momento preciso no tempo e em um ponto preciso no espaço", disse o professor Alexander Szameit, da Universidade de Rostock, em um comunicado.
Esses flashes fugazes de luz, por mais breves que sejam, não são acidentais, mas têm raízes matemáticas profundas, explica a professora Hannah Price, da Universidade de Birmingham: "A topologia, um ramo da matemática que talvez seja bastante abstrato, mas fundamental e de grande importância, exige um certo comportamento físico nesse caso.
Por causa disso, e devido à natureza unidirecional do tempo, esses eventos espaço-temporais-topológicos, como são chamados, também apresentam uma robustez única em relação a perturbações externas: os pesquisadores descobriram que eles possuem proteção inerente contra parâmetros experimentais alterados aleatoriamente, bem como contra luz difusa.
"Isso é algo a que aparentemente todos os estados de luz conhecidos são suscetíveis", explica o Dr. Joshua Feis, da Universidade de Rostock.
O Dr. Sebastian Weidemann, também da Universidade de Rostock, acrescenta: "Essa proteção é altamente desejável, pois poderia permitir a modelagem robusta de ondas de luz em aplicações importantes, como imagens, comunicações ou lasers".
Essas descobertas demonstram o potencial que a reconsideração do papel do tempo no espaço-tempo, tanto na física em geral quanto em sua interação com a topologia, tem tanto para a ciência fundamental quanto para suas possíveis aplicações. Fundamentalmente, elas abrem a porta para um campo muito mais amplo de possíveis descobertas, possibilitadas pela orientação da pesquisa para essa nova e antiga dimensão.
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