No campo militar, os feixes de laser frequentemente precisam operar em condições atmosféricas desfavoráveis, como nevoeiro ou temperaturas extremas. Para manter o desempenho dessas tecnologias, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) dos Estados Unidos está financiando uma pesquisa promissora na Universidade de Washington em St. Louis. Os pesquisadores estão desenvolvendo um novo tipo de laser quântico, chamado "laser dímero fotônico quântico", capaz de superar esses obstáculos.
Jung-Tsung Shen desenvolve um protótipo de laser dímero fotônico quântico graças a uma subvenção de um milhão de dólares durante dois anos da Defense Advanced Research Projects Agency do Departamento de Defesa dos Estados Unidos.
Imagem: Jung-Tsung Shen, utilizando DALL.E e Affinity Designer O professor Jung-Tsung Shen, do Departamento de Engenharia Elétrica e de Sistemas da Universidade de Washington em St. Louis, lidera este projeto. Graças a uma subvenção de 1 milhão de dólares da DARPA, sua equipe trabalha em um protótipo deste laser inovador. O princípio baseia-se na utilização do emaranhamento quântico para ligar dois fótons juntos. Esta técnica permite gerar um feixe de laser muito concentrado e potente, mesmo em condições desfavoráveis.
Os fótons, essas partículas fundamentais da luz, deslocam-se rapidamente e não possuem carga, o que os torna difíceis de manipular. No entanto, a equipa de Jung-Tsung Shen descobriu que ao ligar dois fótons de cores diferentes através do emaranhamento quântico, eles se comportavam como um único fóton. Esta união melhora a sua energia e eficiência. Jung-Tsung Shen explica que esses fótons emaranhados se protegem mutuamente contra os efeitos prejudiciais da atmosfera, permitindo assim preservar certas informações essenciais para aplicações de comunicação e imagem.
O laser dímero fotônico quântico funciona assim graças ao emaranhamento quântico, um fenômeno onde duas partículas permanecem correlacionadas, mesmo à distância. Este vínculo especial torna os pares de fótons mais fáceis de manipular e mais estáveis, aumentando assim a energia e a precisão do feixe de laser. Isso o torna uma ferramenta potencial para comunicações seguras e vigilância em ambientes difíceis.
As potenciais aplicações militares desta tecnologia são vastas. Os lasers já são usados para comunicações por satélite, mira, navegação e sistemas de rastreamento, como o Lidar. As capacidades dos lasers quânticos em manter seu desempenho em condições extremas podem revolucionar esses campos. Além disso, esta tecnologia também poderia ser útil nos campos da imagem médica e da pesquisa fundamental em física.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Universidade de Washington em St-Louis