Cientistas estudam novas propriedades da interação entre luz e matéria

Cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (Moscou) estudaram o efeito da interação entre luz e matéria, que pode ser usado para criar novos tipos de fontes de luz, biossensores e dispositivos de controle de reações químicas

A fluorescência do corante conhecido como rodamina 6G foi usado como exemplo do controle da interação de uma onda eletromagnética localizada em um pequeno volume com os excítons na matéria. O controle foi realizado com um dispositivo inédito: um microrressonador ótico ajustável Fabry-Perot. Isso permite alterar as propriedades fundamentais dos estados excitados no volume do ressonador, obtendo quasipartículas com novas propriedades híbridas, chamadas de poláritons.

“A tecnologia essencial que usamos no nosso trabalho é a localização de modos do campo eletromagnético dentro do pequeno volume do microrressonador ajustável. O dispositivo inédito, que criamos no nosso laboratório, torna possível controlar com alta precisão a distribuição espacial e espectral das ondas eletromagnéticas em um volume pequeno, limitado por espelhos metálicos. Desta maneira, temos a possibilidade de controlar as propriedades das quasipartículas híbridas que obtemos, que são uma superposição da excitação na matéria com os modos próprios do ressonador”, conta Dmitri Dovzhenko, pesquisador do Laboratório de Nanobioengenharia da MEPhI.

Ele comenta que esta pesquisa tem um significado fundamental, permitindo estudar em detalhe o processo de formação destes estados interligados e a dependência das suas propriedades das condições do experimento.

© SPUTNIK / YEVGENY BIYATOV

Alunos estudam na biblioteca da renomada Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear (MEPhI) de Moscou

Além disso, os resultados obtidos têm uma aplicação prática no controle da velocidade de reações químicas, aumento da distância de transferência de energia ressonante e aumento da eficiência de vários dispositivos optoeletrônicos.

Os cientistas continuam a estudar como a relação luz-matéria afeta a transferência de energia por ressonância e pesquisam a possibilidade de gerenciar este processo através do controle dos parâmetros do ressonador. Continua também o estudo fundamental da dependência das propriedades das quasipartículas híbridas, obtidas como resultado deste processo, dos diversos parâmetros do conjunto das partículas colocadas no microrressonador.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Optics Express e no jornal especializado Proceedings of SPIE.