A luz brilhante em uma gota de água cria efeitos análogos ao que acontece em um átomo. Isso pode nos ajudar a entender como os átomos funcionam, escrevem pesquisadores da Universidade de Gotemburgo em um novo artigo de jornal.
Se você sussurrar na parede da cúpula da Catedral de São Paulo em Londres, descobrirá que o som é refletido nas paredes da cúpula por toda a volta e é audível no lado oposto. É por isso que a cúpula da Catedral foi apelidada de “a galeria sussurrante”.
O mesmo efeito é obtido quando um feixe de luz incide sobre uma gota de água. Raios de luz refletem repetidamente na parede interna da gota de água, girando e girando dentro da gota. Quando sua circunferência é um múltiplo do comprimento de onda da luz, ocorre um fenômeno de ressonância, assim como o som dentro da cúpula da Catedral, fazendo com que a gota brilhe mais.
A gota pisca
“Em nossos experimentos com luz laser, pudemos ver que a luz está presa dentro da gota de água. Quando a gota encolhe devido à evaporação, parece piscar toda vez que seu tamanho é adequado para criar o fenômeno de ressonância”, diz Javier Marmolejo, estudante de doutorado em física na Universidade de Gotemburgo, que é o principal autor de um novo estudo publicado na Physical Review Letters.
Graças a uma técnica de pinça óptica vencedora do prêmio Nobel, os pesquisadores podem capturar uma gota de água usando feixes de laser que a atingem em duas direções. O feixe de laser é refratado na gota de água e se espalha, prendendo a luz no interior.
Você não pode mudar o tamanho da cúpula na Catedral de São Paulo, mas uma gota de água muda de tamanho à medida que evapora. Os pesquisadores então descobriram como a gota brilhava de maneira semelhante ao que ocorre quando um elétron é emitido de um átomo quando iluminado por luz de comprimentos de onda variados. Eles também foram capazes de usar uma analogia da mecânica quântica para explicar como as ressonâncias – o tamanho da gota quando a dispersão era maior – correspondem aos níveis de energia de um átomo. Isso torna a gota um modelo de átomo com a vantagem adicional de que seu tamanho pode ser variado. Ele fornece insights mais profundos sobre como a luz se espalha enquanto é um modelo para entender como os átomos funcionam.
Útil na pesquisa de medicamentos
“Como uma gota de água é cerca de 100.000 vezes maior que um átomo, obtemos um modelo de átomo visível a olho nu, um ‘átomo óptico'”, diz Javier Marmolejo.
A espectroscopia a laser gera dados sobre níveis de energia, ligações e estruturas em átomos e moléculas. Da mesma forma, o espectro de luz espalhada pelas gotículas de água gera dados sobre as gotículas reais. Isso pode ser usado para medir as taxas de evaporação de gotículas microscópicas com alta precisão, dizem os pesquisadores. Essa descoberta pode ser aplicada a outros líquidos além da água e pode ser útil ao estudar gotículas de aerossol em inaladores usados para medicamentos, por exemplo. Os pesquisadores também observam que essa tecnologia oferece uma nova maneira de analisar a qualidade da água.
“Pequenas quantidades de poluentes na água alteram a forma como as gotas piscam, o que abre a possibilidade de medições rápidas e fáceis de poluentes químicos ou biológicos nas gotas de água”, diz Javier Marmolejo.
Com informações de Science Daily.
