O século XXI tem nos mostrado, ao longo de sua última década, um patamar tecnológico jamais presenciado pela raça humana. Ao longo de seus onze anos, o novo século nos trouxe as televisões e computadores jamais construídos, o desenvolvimento de energias alternativas e limpas, e o quase invisível tornar-se fundamental, como a nanotecnologia. A velocidade de tais processos tem passado tão rapidamente por nossos olhos, que nem mesmo os filmes de ficção científica parecem tão extraordinários.
Mas, para que tudo isso seja possível, ainda é necessário o estudo das raízes de cada processo e o entendimento do comportamento de vários elementos da natureza.
Movidos pela paixão pela física e, sobretudo, pela curiosidade do saber, o grupo de pesquisa do Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP), coordenado pelo docente, Cléber Renato Mendonça, estuda a transmissão de sinais através de fótons de luz, que deu origem, inclusive, ao neologismo “fotônica”, analogia feita ao conhecido termo “eletrônica” (neste caso, transmissão e processamento de sinais através de elétrons), e que deu nome ao grupo do pesquisador.
Os estudos resumem-se, basicamente, à interação da luz com a matéria, quando submetidos regimes de altas intensidades (lasers), por processos ópticos não usuais, denominados não lineares. “Os processos ópticos usuais são processos de absorção, por exemplo, onde o coeficiente de absorção do material não depende de intensidade luminosa. No caso de processos não lineares , esse coeficiente depende da intensidade luminosa”, explica Cléber.
O grupo trabalha com moléculas orgânicas, que apresentam alta conjugação (alternância de ligações duplas e simples). “Trabalhamos com uma enorme gama de moléculas orgânicas, tanto aquelas encontradas na natureza, como as artificiais, criadas em laboratório. Estudamos, também, materiais inorgânicos, como vidros e semicondutores”, esclarece o docente.
Do ponto de vista de óptica, sejam orgânicos, inorgânicos ou poliméricos, os materiais estudados devem ter capacidade de gerar dispositivos ópticos. “A única forma de tornar esses processos possíveis é, justamente, por processos ópticos não-lineares, que são a base de nossos estudos no Grupo de Fotônica”, conta Cléber.
Para entender melhor, um exemplo prático: em telecomunicações, as fibras ópticas são utilizadas na transmissão de informação. Contudo, o processamento do sinal ainda é feito eletronicamente, o que exige a conversão do sinal óptico para elétrico. Portanto, não se trata de um processo inteiramente óptico. “A ideia da fotônica é fazer com que esse processo seja, integralmente, óptico, o que trará aumento de velocidade do processo”, explica. “Mas, para tornar isso possível, primeiro é necessário entender como esses processos funcionam e é justamente o que fazemos aqui: pesquisa fundamental, para entender como se dá essa interação da luz com esses materiais”, conta.
Sobre as vantagens de processos integralmente ópticos, Cléber afirma que o menor tempo de resposta é a principal vantagem. “O tempo de resposta de sinais elétricos está na faixa de nanossegundos (10-9 segundos), enquanto nos ópticos esta na faixa de femtossegundos (10-15 segundos). Em princípio, computadores que viriam a usar esse tipo de dispositivo, puramente óptico, seriam muito mais rápidos do que os atuais”, exemplifica Cléber. “Esses processos não-lineares vêm sendo empregados com outros objetivos; para fazer sensores, por exemplo. Eles também podem ser empregados para detectar reações fotoquímicas de interesse biológico”.
Embora possa servir ao desenvolvimento tecnológico, Cléber deixa claro que o interesse em estudar os processos não-lineares é voltado ao aspecto fundamental, para entender como ocorrem e qual a relação entre esses processos e propriedades moleculares. “Existe uma motivação tecnológica, mas minha curiosidade nessa área é mais a vontade de fazer a física do que produzir algum produto tecnológico, de fato”, conta Cléber, que pesquisa o assunto há mais de dez anos.
Assessoria de Comunicação
IFSC-USP
