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Ciência, Lasers e visão digna do Superman

Quer visão além do alcance? Observar fenômenos incrivelmente rápidos, com uma capacidade digna do Último Filho de Krypton? Felizmente a Ciência veio para ajudar. Um grupo de cientistas poloneses criou um equipamento que mostra “apenas” um pulso laser em movimento. Chupa Barry Allen!

29/10/2014 às 8:00

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Uma das poucas partes chatas de viver no futuro é se decepcionar com lasers. Todo mundo cresceu com filmes e seriados de ficção científica cheios de raios da morte, mas a parte prática do LASER, mesmo baseada em teorias de Einstein publicadas em 1917, a engenharia só seria resolvida quase na década de 1960. Em verdade o próprio termo LASER só surgiu em 1959. Foi uma invenção tão importante que rendeu a seus criadores o Nobel de Física de 1966 e mudou o mundo.

Hoje nossa civilização depende de lasers, seja pra ouvir música, seja para eliminar tumores, seja para gerar os pulsos de luz transmitidos nos cabos de fibra óptica no fundo dos oceanos. Se você está vendo esta página, em algum momento a informação nela foi convertida em pulsos de luz.

De invenção revolucionária nos Anos 60 os lasers hoje são brinquedos comprados em camelô. E aí entra a decepção.

Fomos adestrados por incontáveis desenhos e filmes a saber como um laser se parece, e na vida real não é nada daquilo. Não vemos um pulso lento se dirigindo ao alvo bem mais lento que uma simples bala. O laser é um pontinho na parede que aparece ou desaparece. No máximo, se for de noite com bastante névoa ou fumaça, você vê nada ou um feixe que parece ter comprimento infinito. Nada de pulsos, nada de pew pew pew.

Mas… será que é assim mesmo?

Surpreendentemente não. Faz até sentido. Quando você aciona um laser ele não atinge imediatamente o alvo. Se você estiver no vácuo a luz estará se movendo a 299.792,458 m/s. Fique a 5 m da parede e o pulso de luz levará 16,68 nanosegundos, ou 1,668 × 10-8 segundos. Desligue o emissor e os últimos fótons do feixe levarão pelo menos 16,68 ns para chegar na parede.

Emita um pulso mais curto que isso e você (quer dizer, você não, o Clark) verá um pulso e não um raio único.

A menos que você se chame Barry Allen dificilmente conseguirá ver um pulso desses, mas existe tecnologia capaz disso.

Pesquisando nessa área o Centro de Laser do Instituto de Química Física da Academia de Ciências Polonesa da Universidade de Varsóvia (ou algo assim) desenvolveu um equipamento bem legal para fotografar um feixe de luz. Sim, conseguimos fotografar o fenômeno mais rápido do Universo.

Primeiro eles criaram um laser de 10 terawatts. Quanto são 10 terawatts? Digamos assim: dá pra alimentar 8.264 DeLoreans. Ou: o consumo energético da Humanidade é de 15 terawatts. A diferença é que embora esse pulso seja extremamente energético, ele só dura 12 femtossegundos, ou 12 × 10-15 segundos. Ou seja: a energia do pulso é muito alta mas a energia total é manejável. Lembre-se, ferro derrete a 1.538 graus celsius, mas quando uma fagulha de BomBril incandescente cai na sua mão você nem pisca. A temperatura daquela partícula é alta mas é muito pouco material quente pra incomodar.

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Um pulso de 10 TW, deixando uma trilha de plasma e vapor

Com o laser de alguns femtossegundos, trabalhando na faixa do infravermelho, os cientistas conseguiram potência suficiente para fazer com que ele transformasse o ar em plasma, por onde passava. Programaram o laser para disparar a uma frequência de 10 pulsos por segundo.

Em seguida adaptaram uma câmera de altíssima velocidade para fotografar o evento, mas aí entra a o McGyverismo: com as velocidades envolvidas ela teria que bater bilhões de fotos por segundo, poucos equipamentos no mundo conseguem isso. Capturar a imagem como um todo seria inviável, é muito pouco tempo para captar luz suficiente.

Os poloneses fizeram diferente. Programaram a câmera para bater fotos com um atraso crescente. Uma pegava o pulso quando acabou de ser disparado, outra pegava o próximo pulso 0,00003 pentelhonésimo de segundo mais tarde, e assim por diante. O resultado é lindo e assustador.

Instytut Chemii Fizycznej PAN — A “Star Wars” laser bullet - this is what it really looks like

O cientista passeando pelo corredor deu um efeito todo especial ao vídeo. De um certo ponto de vista é o Flash, ele é mais rápido que um feixe de luz. Essa técnica permite visualizar luz como nunca antes, e de forma bem mais barata que os equipamentos antigos e complexos. Graças à ciência agora você não precisa mais ter nascido em Krypton ou ser o Dr Manhattan para ver fenômenos incrivelmente rápidos.

Fonte: GM.

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