Estamos acostumados com a luz como acelerador. Você ilumina alguma coisa, as partículas esquentam e se movem mais rápido. É assim que o universo parece funcionar. Ou pelo menos como a sabedoria convencional diz que funciona.
Mas cientistas da Ruhr-University Bochum acabaram de perceber a luz puxando o freio. 🛑
Eles publicaram as descobertas na Nature. A configuração é bastante simples. Nanotubos fluorescentes de malha de carbono suspensos em água. A luz brilhante os atinge. Em vez de acelerar, eles desaceleram. Quanto mais brilhante a luz, mais lentamente eles flutuam. Isso desafia todos os instintos que você tem sobre energia.
“A difusão diminui quando aumentamos a intensidade_da_luz.”
Por que? Uma coisa chamada fricção quântica.
Estes não são tubos normais. Eles são nanotubos. Tipo, 100.000 vezes mais fino que o seu cabelo fino. Você não pode vê-los sem uma grande ampliação. Os pesquisadores isolaram nanotubos individuais no líquido. Sob o microscópio, os tubos brilhantes começaram a se mover como se a água ao seu redor tivesse subitamente se transformado em melaço. Mais grosso. Mais devagar. Mais pegajoso.
É sobre excitons. É assim que são chamadas: pares de partículas energéticas formadas dentro do material sólido. Um elétron salta um ponto, deixando um buraco para trás. Juntos eles dançam. Normalmente, essa energia simplesmente fica parada ou aquece as coisas. Aqui, isso vaza. Os excitons dentro do nanotubo acoplam-se às moléculas de água externas. Eles trocam impulso. A água empurra para trás.
Você obtém resistência sem toque. Essa é a parte estranha.
O atrito padrão precisa de superfícies retificadas. Esfregue, queime, raspe. O atrito quântico não precisa de nada disso. São cargas elétricas flutuando, ultrapassando a fronteira entre o tubo sólido e o líquido. Eles interagem. E ao fazer isso, eles arrastam um ao outro para baixo.
A equipe usou espectroscopia terahertz para observar isso acontecer. Eles puderam ver a mudança de energia molecular. Uma pequena transferência de impulso. Marialore Sulpipi, física teórica da equipe, observou que a água não age suavemente para o nanotubo iluminado. Fica resistente logo na superfície.
Ele desaparece se os excitons não puderem se mover livremente.
Esse foi o controle. Eles testaram nanotubos com defeitos que retardavam os excitons internamente. Quando essas partículas carregadas ficaram presas, o efeito de arrasto desapareceu. Sem atrito. Isto provou o ponto. É a mobilidade do exciton – a sua capacidade de percorrer o tubo – que troca energia diretamente com o ambiente.
“O que é fascinante é que esse efeito desaparece inteiramente quando… as excitações eletrônicas… são desaceleradas.”
É um limite confuso. Física sólida sangrando em física líquida. De qualquer forma, o mundo quântico sempre parece escorregadio, mas isso o torna tangível. Um freio literal.
Então, por que se importar?
Controlar.
Se você puder desacelerar um nanobot em líquido apenas acendendo uma luz, não precisará de pequenos propulsores ou guias físicos. Você o dirige com fótons. O mesmo vale para reações químicas. Ajuste a luz, ajuste a fricção, mude o resultado. É engenharia de precisão em escala molecular.
Martina Havenith, outra química líder, diz que isso abre portas que não sabíamos que existiam na ciência dos materiais.
Presumimos que a luz acelera as coisas. Está em nossos ossos. O fogo aquece. O sol derrete. Este estudo diz o contrário. Pelo menos no fundo da toca do coelho, a coisa escura fica mais espessa quando as luzes se acendem.
Quem sabe onde está o limite.
