Pela primeira vez, físicos conseguiram reduzir a zero a velocidade de um pulso luminoso e armazenar a informação carregada por seus fótons. Eles puderam também converter essa informação em um novo pulso luminoso com as mesmas propriedades do original. Normalmente, fótons são absorvidos por átomos, e a informação carregada pela luz é perdida. Esforços anteriores para frear a luz haviam reduzido a velocidade de um pulso luminoso para cerca de 1,6 km/h (a velocidade da luz no vácuo é de cerca de 300.000 km/s).

Em vermelho, o feixe laser de controle. Em amarelo, o pulso luminoso que foi interrompido e teve suas propriedades armazenadas. Em azul, os átomos de rubídio. Acompanhe no texto a descrição do experimento passo a passo.

O feito foi obtido separadamente por duas equipes de laboratórios dos Estados Unidos. O grupo de Ron Walsworth e Mikhail Lukin, do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, relata seu experimento na revista Physical Review Letters de 29 de janeiro. A equipe de Lene Hau, do Instituto Rowland de Ciência, obteve resultados semelhantes.

No experimento do grupo de Walsworth e Lukin, um pulso luminoso foi interrompido em uma célula contendo vapor de rubídio entre 70 e 90^oC. O gás foi primeiramente submetido a um feixe de laser de 'controle', e entrou em estado de 'transparência eletromagneticamente induzida', de forma que seus átomos não pudessem absorver luz no sentido tradicional (quadro (a) da ilustração). Em seguida, os cientistas enviaram o pulso luminoso contendo a informação que queriam armazenar. À medida que o pulso entrou na célula (b), sua velocidade de propagação se reduziu para cerca de 3200 km/h, e a luz passou a interagir com os átomos de rubídio, formando sistemas chamados polaritons, que se comportam como se tivessem massa efetiva.

Em seguida, os físicos desligaram gradualmente o feixe de controle. Com isso, mais átomos passaram a interagir com menos fótons, aumentando a massa dos polaritons e reduzindo a velocidade do pulso luminoso (c). Quando o feixe de controle foi completamente desligado, não restavam mais fótons na célula: o pulso luminoso havia sido interrompido (d). A informação que ele veiculava ficou armazenada sob a forma de um padrão coletivo na orientação dos átomos de rubídio. Quando o feixe de controle foi ligado novamente (e), a informação foi 'solta' sob a forma de um pulso luminoso com as mesmas propriedades do original (f).

A possibilidade de armazenar a informação carregada pela luz alimenta as esperanças da construção de computadores quânticos super-rápidos. A técnica pode permitir, no futuro, o armazenamento e a transmissão de estados quânticos de fótons, com possíveis aplicações na área das novas tecnologias de informação e comunicação. Os cientistas acreditam que uma técnica de armazenamento da luz similar à utilizada possa vir a funcionar em materiais em estado sólido.

Bernardo Esteves
Ciência Hoje/RJ
18/01/01