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A ideia de que a luz exerce força sobre a matéria não é nova, mas a natureza exata de como essa interação ocorre permanece um mistério por mais de um século. Um estudo realizado por pesquisadores do Brasil, Canadá e Eslovênia, recentemente publicado na revista Nature Communications, contribui para finalmente desvendar os segredos mais profundos da natureza da luz.

O fato da luz possuir energia é facilmente aceito e observado em várias situações corriqueiras, como, por exemplo, quando nos aquecemos ao sol. No entanto, o fato da luz também transportar momento, ou seja, exercer força sobre objetos, não é facilmente observado por se tratar de uma grandeza muito menor do que usualmente percebemos. Mas, a evidência do momento da luz pode ser observada, por exemplo, no desvio na cauda de cometas.

A compreensão do efeito de interação entre luz e matéria serve como guia para dimensionar muitos experimentos e possui alto potencial tecnológico, como em pinças ópticas para a manipulação da matéria em nível atômico e em fotônica. Sendo assim, compreender exatamente a força exercida pela luz na matéria é fundamental para o desenvolvimento de novas tecnologias.

Os pesquisadores mediram o impacto gerado pela reflexão de um laser pulsado em um sólido. Para medir essa interação extremamente fraca, a equipe desenvolveu um espelho especial acoplado com sensores que medem deformação. Ao disparar pulsos de laser no espelho, ondas elásticas são geradas pelo impacto e se propagam pelo material. A deformação superficial gerada, da ordem de 100 milhões de vezes menor do que um fio de cabelo, é detectada pelos sensores.  

Para Gustavo Vinicius Bassi Lukasievicz, professor de Física do Câmpus Medianeira da UTFPR, a medida precisa da deformação da ordem de picometro e a demonstração de que os resultados experimentais são condizentes com o modelo teórico fornece uma contribuição relevante na área de estudo. A pesquisa explica desde a interação entre o pulso laser e o material reflexivo, a geração e propagação das ondas elásticas e a detecção. Este trabalho é sequência de outros dois estudos sobre forças da radiação da matéria, também publicados em periódicos do grupo Nature pelo autor. 

A pesquisa foi realizada com financiamento do CNPq, CAPES, Fundação Araucária, NSERCC e ARRS.

O vídeo com a explicação do trabalho pode ser acessado pelo seguinte link (possui legenda em português): https://www.youtube.com/watch?v=r9X_O0uJG_0&feature=youtu.be

Link do artigo: https://www.nature.com/articles/s41467-018-05706-3 

Publicado em 22/08/2018 (MTD/Ascom)