May 17, 2022 Estudo do iPhD explora sistemas optomecânicos sincronizados com frequências diferentes
Pesquisa recebeu publicação na revista Nature Communications
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.