A luz é o limite de velocidade do universo, e ainda assim foi parada por completo. Físicos guardaram um pulso inteiro dentro de átomos ultrafrios e, no comando, soltaram intacto. Pausar a coisa mais rápida que existe parecia impossível.

I

O Mecanismo

A velocidade da luz no vácuo é uma constante, e nada a ultrapassa. Mas dentro de um meio, a luz anda mais devagar, porque os átomos a absorvem e a reemitem o tempo todo. No vidro a queda é pequena. O truque aqui foi fabricar um meio absurdamente lento.

Os físicos resfriaram uma nuvem de átomos de sódio até frações de bilionésimo de grau acima do zero absoluto, ponto em que ela vira um condensado de Bose-Einstein: milhares de átomos que perdem a identidade individual e passam a se comportar como uma única onda de matéria coordenada.

Sobre essa nuvem dispararam um segundo laser, chamado de feixe de controle, que muda a forma como ela responde à luz.

Em vez de simplesmente engolir o pulso, a nuvem fica transparente numa janela estreitíssima de cor, mas com uma propriedade extrema: dentro dessa janela, cada frequência atravessa com um atraso enorme e diferente. É esse descompasso que esmaga a velocidade do pulso.

O feixe entra a 300 mil km/s e desacelera para algo na casa dos poucos metros por segundo, comprimido de quilômetros de extensão para caber inteiro dentro da nuvem.

Com o pulso já espremido lá dentro, desligaram o feixe de controle. A luz não tinha mais por onde sair, e a velocidade caiu a zero.

O que sobrou não foi luz parada no ar, e sim a informação do pulso, sua fase e sua amplitude, impressa no estado coletivo dos átomos como uma memória.

Religando o feixe de controle, os átomos devolveram a luz: o mesmo pulso saiu pelo outro lado, regenerado a partir da própria nuvem, carregando intacto o que tinha entrado.

II

Por que Importa

Parar a luz desfaz a imagem que temos dela como algo intocável e veloz demais para se segurar.

O experimento mostra que um feixe pode ser convertido em estado de matéria, guardado e reconvertido sem perder a informação que carregava, e isso deixa de ser curiosidade no momento em que a informação é o produto.

Uma memória que escreve e relê luz é exatamente a peça que falta para uma internet quântica, onde a mensagem precisa ser estocada num nó e liberada no instante certo sem virar ruído. O que parecia mágica de laboratório virou um componente de engenharia que está sendo construído agora.

III

A Fonte

Hau, L. V., Harris, S. E., Dutton, Z., & Behroozi, C. H. (1999). Light speed reduction to 17 metres per second in an ultracold atomic gas. Nature, 397, 594-598.

Peer-reviewed. Primeiro registro da luz reduzida a 17 metros por segundo num condensado de Bose-Einstein de sódio, abrindo o caminho para o armazenamento óptico em nuvens atômicas ultrafrias demonstrado pelo mesmo grupo nos anos seguintes. Lyman Laboratory of Physics, Universidade de Harvard, e Rowland Institute for Science.

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Até o próximo fenômeno verificado.