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Pesquisadores da Universidade de Michigan descobriram descoberto uma nova maneira de gerar luz brilhante e distorcida – conhecida como luz quiral – usando tecnologia que lembra a lâmpada de Thomas Edison.
Os resultados, publicados em uma edição recente da Ciência, ajudar a avançar nossa compreensão da física fundamental e abrir caminho para aplicações em sistemas de visão robótica e outras tecnologias de ponta.
“É difícil gerar brilho suficiente ao produzir luz distorcida com métodos tradicionais, como a luminescência de elétrons ou fótons”, Jun Lu, principal autor do estudo e pesquisador adjunto de engenharia química na UM disse em um declaração recente. “Gradualmente percebemos que na verdade temos uma maneira muito antiga de gerar esses fótons – não dependendo de excitações de fótons e elétrons, mas como a lâmpada Edison desenvolvido.”
A luz distorcida da lâmpada de Edison
A luz distorcida traça um caminho helicoidal através do espaço, com suas ondas oscilando em um movimento de saca-rolhas. Essa qualidade, também chamada quiralidadepode distinguir objetos com base nas curvas únicas de luz que eles emitem ou refletem. A luz quiral é importante em tecnologias avançadas de imagem e detecção, incluindo sistemas que poderiam ajudar veículos autônomos ou robôs diferenciam objetos em seu entorno.
Tradicionalmente, a geração de luz distorcida tem sido desafiante devido ao baixo brilho. A inovação da equipe de Michigan resolve isso revisitando um conceito clássico: radiação de corpo negroo tipo de luz emitida por qualquer objeto quente, incluindo o de Edison lâmpada de tungstênio.
Mergulhando na radiação do corpo negro
A radiação do corpo negro normalmente emite uma ampla espectro de luzque parece branco ao olho humano. No entanto, a forma do emissor em micro ou nanoescala pode alterar a intensidade da luz. polarização—a orientação de suas oscilações. Os pesquisadores encontrado que quando o emissor foi torcido em uma escala comparável ao comprimento de onda da luz emitida, a radiação resultante do corpo negro tornou-se quiral, com fótons torcidos.
“Esses emissores estão por toda parte ao nosso redor”, observou Nicholas Kotov, ilustre professor de ciências químicas e engenharia da Irving Langmuir na UM e autor correspondente do estudo, em um artigo. declaração recente. “Essas descobertas, por exemplo, podem ser importantes para um veículo autônomo dizer a diferença entre um cervo e um humano, que emitem luz com comprimentos de onda semelhantes, mas com helicidade diferente porque a pele do cervo tem uma ondulação diferente do nosso tecido.”
Torcendo a luz para ficar ainda mais brilhante
A principal vantagem desta abordagem é o brilho – a luz distorcida produzida com este método é até 100 vezes mais brilhante do que com técnicas tradicionais. Isto torna-o particularmente promissor para aplicações como visão robótica e veículos autónomos, onde distinguir objetos em ambientes complexos é crucial.
A equipe prevê robôs e carros autônomos equipados com sensores capazes de ver como camarão louva-a-deusque pode diferenciar entre vários tipos de luz distorcida. Por exemplo, estes sistemas poderiam utilizar as curvas únicas de luz emitidas por diferentes materiais para identificar obstáculos ou criaturas vivas.
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