Pai do efeito laser e o primeiro a aplicar a hipótese dos quanta de Planck às oscilações de átomos de um sólido, Albert Einstein está mais ou menos diretamente na origem do conceito de fônon e, logicamente, de fóton. Duas equipes de pesquisadores acabam de combinar as duas idéias para realizar os primeiros lasers sônicos - os sasers.

O primeiro laser óptico logo completará cinquenta anos. Ele deve sua existência à descoberta feita por Albert Einstein da noção de emissão estimulada. Para reencontrar a lei de Planck descrevendo o espectro da radiação de corpos negros a partir da teoria do átomo de Böhr, Einstein concluiu que era preciso introduzir probabilidades de transições para os elétrons de um átomo no momento em que emitem a luz. Acima de tudo, estas probabilidades aumentam quando o próprio átomo é submetido a uma radiação.

Deste trabalho resultou que uma população de átomos excitados até certo nível de energia devia se desexcitar quase no mesmo tempo, um pouco como uma pedra que desencadeia uma avalanche. A luz emitida devia, então, ser intensa e coerente, ou seja: de uma grande pureza espectral.

A partir disto, esse fenômeno teórico se concretizou de várias maneiras. O laser invadiu a tecnologia e, atualmente, nossa vida. No entanto, dada a noção de quanta de energia ser universal, não se aplica somente às oscilações do campo eletromagnético. Os átomos oscilando ao redor de suas posições de equilíbrio em um sólido cristalino devem, eles também, ser submetidos às restrições da teoria quântica, como Einstein havia mostrado antes de sua descoberta sobre o efeito laser. Seu trabalho tinha sido aplicado por Debye na área de ondas sonoras no interior de um sólido. Do mesmo modo que devem existir fótons, as sementes de energia luminosa, devem existir fônons, as sementes de energia sonora.

Albert Einstein é o pai do efeito laser e indiretamente do fônon.

Crédito: Domínio Público.

Nos dois casos, fótons e fônons são o que se chama de bósons e têm um comportamento gregário, por oposição às partículas de matéria, como os elétrons ou os prótons. Esse caráter bosônico estando na raiz do efeito laser, leva a se esperar um fenômeno semelhante àquele do laser, mas produzido por estes fônons. Poder-se-ia, portanto, batizá-lo S.A.S.E.R - Sound Amplification by Stimulated Emission of Radiation no lugar de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

O saser poderá conduzir a aplicações tão revolucionárias quanto o laser. Há algumas dezenas de anos, alguns pesquisadores exploraram esse conceito e, efetivamente, obtiveram alguns resultados. Em medicina, o saser poderá especialmente servir para destruir cálculos renais. Os pesquisadores de sólidos, especialistas em nanotecnologias, estão particularmente interessados. Um saser poderá visualizar cortes 3D de uma estrutura minúscula, enquanto um microscópio eletrônico não pode mostrar senão a superfície. Tal possibilidade permitiria verificar a qualidade de finas conexões metálicas de circuitos eletrônicos, porque os pequenos defeitos nos materiais interagem fortemente com os fônons.

Muitos sonhos começam a se tornar realidade... Dois grupos de pesquisadores, um da Universidade de Nottingham (Reino Unido), dirigido por Tony Kent; outro do Califórnia Institute of Technology (Caltech, Estados Unidos), dirigido por Ivan Grudinin, acabam de anunciar em duas publicações independentes que, efetivamente, conseguiram produzir dois dispositivos saser. O primeiro opera em frequências da ordem de 400 GHz e, o segundo, da ordem do megahertz. Nos dois casos, lasers são utilizados para produzir o efeito saser indiretamente.

Futura Science (Tradução - MIA).

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