Interfaces bioquânticas poderão usar sistemas biológicos para
detectar a natureza quântica da luz, permitindo a criação de novos dispositivos
ópticos mais simples.[Imagem: Sim et al./PRL]
BioquânticaMilhões
de anos de evolução moldaram nossos olhos para que eles funcionassem como
detectores ópticos de alta sensibilidade, superando qualquer dispositivo
artificial.
O
que não se sabia é que as células fotorreceptoras da retina detectam a diferença
entre diferentes fontes de luz, algo que só pode ser mensurado pelas
propriedades quânticas da luz.
Em
termos técnicos, as fotocélulas biológicas interpretam as propriedades
estatísticas da luz.
Segundo
os pesquisadores do instituto AStar, de Cingapura, que fizeram a descoberta,
isso abre o caminho para a criação de uma nova classe de dispositivos ópticos
"bioquânticos".
Estas
interfaces bioquânticas poderão usar sistemas biológicos para detectar a
natureza quântica da luz, permitindo a criação de novos dispositivos ópticos
mais simples.
Estatística da luzA
distribuição estatística dos fótons emitidos por uma fonte de luz depende da
natureza dessa fonte de luz.
Fontes
de luz quentes, como o filamento de uma lâmpada incandescente, geram fótons aos
borbotões. Já os lasers criam fótons
aleatoriamente - cada um é emitido independentemente do seguinte.
O
que os pesquisadores descobriram é que as células fotorreceptoras da retina,
conhecidas como bastonetes, detectam se o pulso de luz foi emitido por um laser
ou por uma luz térmica.
E
elas fazem isto com base apenas nas diferentes distribuições de fótons, ou seja,
naquilo que os físicos chamam de estatística dos fótons.
As
moléculas de rodopsina nos bastonetes absorvem os fótons, gerando uma corrente
de íons.
Ao
amplificar e medir essa corrente de íons, os pesquisadores perceberam que ela
coincide perfeitamente com o número médio de fótons em cada pulso de luz - no
caso de um laser, a corrente atinge um pico muito mais elevado do que quando a
luz vem de uma lâmpada comum.
"A
demonstração de que essas células podem avaliar a estatística dos fótons traz a
esperança de acessarmos as propriedades quânticas da luz usando biodetectores,"
disse Leonid Krivitsky, membro da equipe.
Os
dois tipos de emissores de fótons investigados neste experimento são exemplos de
fontes de luz "clássicas".
"O
próximo passo é investigar luz quântica, como pulsos com um número fixo de
fótons," revelou Krivitsky.
Site
Inovação Tecnológica - 28/05/2013
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