May 17, 2022 Estudo do iPhD explora sistemas optomecânicos sincronizados com frequências diferentes
Pesquisa recebeu publicação na revista Nature Communications
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Um grupo de pesquisadores do projeto temático em Dispositivos Fotônicos Integrados (iPhD), da Unicamp, demonstrou a possibilidade de sincronizar fenômenos puramente optomecânicos com frequências diferentes, separadas por oitava de frequência. O sistema do estudo é composto por fonte de luz laser e cavidades optomecânicas. O trabalho da equipe foi publicado na revista Nature Communications,
No trabalho, o físico Gustavo Wiederhecker e seus colegas demonstram como a sincronização em frequências distintas permite uma nova tecnologia para divisores de frequência puramente optomecânicos, que serviriam de componentes mais eficientes para aparelhos tais como radares, celulares, GPS e roteadores de wifi.
Os pesquisadores já haviam realizado uma primeira demonstração, em 2012, de sistemas optomecânicos, então constituídos por cavidades simultaneamente ópticas e mecânicas, capazes de estabelecerem sincronia umas com as outras, sem contato mecânico entre elas. Essas cavidades, porém, tinham uma limitação fundamental, pois o sincronismo só podia acontecer se suas frequências de oscilação mecânica fossem praticamente idênticas. “Demonstramos agora que, apesar de ter sistemas separados por oitavas de diferença de frequência, ainda conseguimos explorar o fenômeno do sincronismo”, afirma Wierhecker.
Sincronismo em pequenas vibrações
O pesquisador Caique Rodrigues explica que sincronismo é uma interação composta entre no mínimo dois componentes. “Neste experimento, foi possível controlar vibrações mecânicas no sistema por meio do movimento sincronizado entre um laser e um disco”, explica. Outra possibilidade observada a de conversão de frequências em valores diferentes. “A estrutura pode ser considerada como uma caixinha preta que transforma frequências de um valor para outro.”, diz o pesquisador.
A observação de sistemas sincronizados com frequências distintas não é inédita. Segundo Rodrigues, o interesse do experimento está na sutileza desta interação: por ser muito pequena, é muitas vezes quase impossível de detectar. “É a primeira vez que verificamos o fenômeno do sincronismo em frequências distintas em frenômenos puramente optomecânicos”.
O trabalho foi liderado pelos estudantes de doutorado Caíque Rodrigues, Cauê Kersul e André Primo, e os professores Michal Lipson, da Universidade de Columbia, Estados Unidos, Thiago Alegre e Gustavo Wierhecker, da Unicamp.
A pesquisa foi realizada com financiamento da FAPESP e da CAPES.
Artigo científico
Optomechanical synchronization across multi-octave frequency spans
Caique C. Rodrigues, Cauê M. Kersul, André G. Primo, Michal Lipson, Thiago P. M. Alegre & Gustavo S. Wiederhecker
Leia aqui: Nature Communications v.12, 5625 (2021)
Com informações do Assessor de Comunicação da SBFoton, Igor Zolnerkevic.