Pequeno ‘metajato’ poderia usar luz para direcionar velas em viagens interestelares

As viagens interestelares movidas pela luz estão cada vez mais próximas. Velas leves, na forma de grandes lençóis impulsionados pela luz refletida nelas, podem ser a melhor maneira de cobrir vastas distâncias no espaço, e agora podemos ter uma maneira de dirigi-las.

“Já sabemos que qualquer luz ou laser pode fornecer transferência de impulso, mas agora também podemos controlar a sua direção”, disse ele. Kaushik Kudtarkar na Texas A&M University. Ele e seus colegas criaram um pequeno dispositivo chamado metajato que usa a refração da luz, e não apenas a reflexão, para se mover em mais de uma direção ao mesmo tempo.

O dispositivo é um material chamado metassuperfície, uma folha muito fina texturizada para manipular a luz. Nesse caso, os pesquisadores reverteram a situação, utilizando a luz para manipular a metassuperfície. Uma série de pequenos pilares no material direcionam a luz que o atinge, com o tamanho e o padrão dos pilares controlando a força e a direção do impulso que a luz exerce em todo o dispositivo à medida que viaja. A coisa toda mede cerca de 0,01 milímetros.

Para testá-lo, os pesquisadores jogaram o dispositivo de silício na água e direcionaram um laser sobre ele, observando-o com um microscópio para rastrear seu movimento. Eles descobriram que o metajato pairava e se movia horizontalmente, atingindo uma velocidade máxima de cerca de 0,07 milímetros por segundo.

“Agora que conhecemos o poder desses dispositivos, você pode alterar o design da metassuperfície e orientá-la como quiser”, disse Kudtarkar. Existem metassuperfícies que mudam de forma ao longo do tempo, e tais materiais poderiam ser usados ​​em velas leves para dirigi-las através do espaço, disse ele.

“Para o espaço, você pode expandi-lo, mas pode manter o mesmo tamanho e também usá-lo para aplicações biomédicas: o dispositivo pode realmente enviar medicamentos para um local específico”, disse Kudtarkar. Os lasers já podem ser usados ​​para fazer isso, mas o calor pode danificar as moléculas e, com o metajet, o medicamento não será exposto diretamente ao calor e à luz do feixe de laser.

Os pesquisadores estão agora trabalhando para fazer seu dispositivo funcionar com diferentes comprimentos de onda de luz, especialmente o amplo espectro da luz solar, para torná-lo mais compatível com os tipos de velas leves que serão usadas em viagens espaciais. “Tudo isso parece ficção científica”, disse Kudtarkar.