Luz gera magnetismo sem ímãs

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/09/2026 Magnetismo sem magnetos Pesquisadores descobriram um modo de gerar fortes campos magnéticos estáticos sem usar ímãs externos ou materiais magnéticos - tudo o que é necessário é uma metassuperfície projetada para aprisionar a luz, em vez de refleti-la, como normalmente é feito. É uma nova técnica de manipulação da luz, que os pesquisadores batizaram de "interface temporal", que permite converter parte da energia de uma onda de luz em magnetização estática. Esta nova abordagem promete impulsionar várias áreas além do armazenamento de dados, incluindo a a spintrônica, a computação quântica e a fotônica em geral. "Nosso trabalho demonstra um método fundamentalmente novo para criar campos magnéticos fortes usando luz em vez de ímãs convencionais," explicou o professor Shivaksh Rawat, da Universidade de Cornell, nos EUA. "Ao alterar rapidamente as propriedades ópticas de uma metassuperfície projetada, conseguimos converter parte de uma onda de luz em um campo magnético localizado que permaneceu mesmo após a passagem da luz. Nosso trabalho ajuda a explicar como a energia é redistribuída em materiais ópticos que mudam rapidamente." Além de aumentar a compreensão de como a luz pode ser usada para transmitir informações e criar magnetismo, a técnica promete abrir novos caminhos de pesquisa na interseção entre a fotônica e o magnetismo, o que tem amplas aplicações práticas porque significa gastar muito menos energia (usando a luz) para criar memórias magnéticas, que não perdem os dados na ausência de energia. Interfaces espaciais e interfaces temporais Quando uma onda de luz encontra uma interface espacial - por exemplo, ao se propagar pelo ar e depois pela água - parte da luz é refletida pela superfície, enquanto o restante a atravessa. Da mesma forma, quando uma onda de luz encontra uma interface temporal - uma mudança repentina nas propriedades ópticas do meio de propagação, como um aumento ou diminuição do índice de refração - ela também produz ondas refletidas e transmitidas. Mas uma interface temporal também pode gerar um modo estático de frequência zero, o que é feito interrompendo parte do campo magnético da luz, que varia rapidamente, e convertendo-o em um padrão de campo magnético estacionário, que permanece no lugar, em vez de continuar a oscilar. Em outras palavras, a luz que é "capturada" na interface é convertida em magnetismo. Para criar a interface temporal, os pesquisadores utilizaram uma metassuperfície, uma matriz plana formada por nanoestruturas de germânio cuidadosamente projetadas para aprisionar a luz no comprimento de onda do infravermelho médio. Enquanto luz infravermelha média fica passando pela estrutura, um pulso curto e intenso de fótons de alta energia (infravermelho próximo) é disparado em direção à metassuperfície. A luz infravermelha próxima libera elétrons dos átomos de germânio, deixando lacunas eletrônicas (cargas positivas) e muitos elétrons livres (cargas negativas). A rápida geração de pares elétron-lacuna cria uma mudança dependente do tempo no índice de refração da luz, que funciona como uma interface temporal para a luz infravermelha média aprisionada. Luz gerando magnetismo Durante o trânsito pela interface temporal, parte da energia inicial da luz aprisionada se transforma em novas ondas de luz com desvio para o vermelho, enquanto o restante é aprisionado como energia cinética de elétrons livres em circulação, que sustentam loops de corrente que mantêm um campo magnético persistente nos pontos de maior energia. Na ausência de perdas, essa magnetização persistiria indefinidamente. Mas mesmo nas condições práticas testadas pela equipe, o campo magnético durou cerca de 300 femtossegundos. Embora pareça um período extraordinariamente curto, ele equivale a cerca de 20 ciclos da onda de luz infravermelha média que o criou. "Uma das contribuições importantes do nosso trabalho é que nossa abordagem é agnóstica em relação ao material. Qualquer superfície não-metálica funcionará," disse Rawat.