Um feixe de laser pode interagir com o espaço vazio? A luz pode se desviar sozinha? Estes não são conceitos de ficção científica, mas sim efeitos quânticos reais que os cientistas agora estão modelando com incrível precisão.
Físicos britânicos desenvolveram um algoritmo capaz de calcular como fótons de alta energia interagem com partículas virtuais no vácuo. Essas partículas, governadas pelas leis da mecânica quântica, aparecem e desaparecem constantemente, criando efetivamente um mar de atividade.
O simulador criado pode prever efeitos complexos que surgem quando a luz passa por cristais e áreas com fortes campos magnéticos. O algoritmo está embutido no pacote de software OSIRIS, que é amplamente utilizado na modelagem de lasers de alta potência.
Esta pesquisa não é apenas teórica. Esses cálculos estão se tornando a base para o desenvolvimento de lasers de alta potência na próxima década e ajudarão a estudar efeitos quânticos que antes só eram imaginados.
“Esses cálculos são importantes não apenas do ponto de vista acadêmico, mas também porque podem ajudar a confirmar experimentalmente os efeitos quânticos que só pudemos imaginar até agora”, diz o professor Peter Norreys da Universidade de Oxford.
Acontece que o comportamento da luz no vácuo está longe de ser simples. Em altas energias, efeitos exóticos começam a aparecer: fótons podem se espalhar em objetos “invisíveis”, desviar-se de seu curso e até mesmo interagir uns com os outros. Isso cria problemas, mas também dá aos cientistas a chance de fazer novas descobertas, como a criação de pósitrons e outras partículas de antimatéria.
“Nosso algoritmo abriu uma janela para o mundo quântico do vácuo. Conseguimos modelar todos os fenômenos-chave que ocorrem quando feixes de laser colidem em um cristal. Este é o começo do caminho para entender estruturas ainda mais complexas dentro da própria luz”, observa o cientista John Zyskin de Oxford.
Vácuo (do latim vacuum - vazio) é um espaço livre de matéria. Em tecnologia e física aplicada, um meio deve estar a uma pressão significativamente menor que a atmosférica.