Os físicos são capazes de calcular a força que a luz exerce sobre a matéria

Há muito tempo, cerca de 150 anos ou mais, nossos cientistas sabem que a luz exerce pressão sobre a matéria com a qual interage. Infelizmente e aparentemente, é assim que foi oficialmente publicado, até agora não conhecíamos um método com o qual pudéssemos medir essa força.

O problema por trás de toda essa pesquisa é que um fóton como tal não tem massa, mas tem momento e, como você provavelmente está pensando, esse momento exerce uma força sobre o objeto com o qual interage. Esta hipótese foi formulada por volta de 1619 pelo astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler.

Keppler foi o primeiro a falar sobre a pressão que a luz exerce sobre a matéria

Indo um pouco mais detalhadamente, especialmente se você deseja consultar essa teoria, ela está formulada no tratado Por Cometi e graças ao mesmo Johannes Kepler foi capaz de explicar a razão pela qual a luz do sol é a causa, ao exercer pressão, que a cauda de qualquer cometa sempre se move para longe da localização do próprio Sol.

Curiosamente, não foi até 1873 que o físico escocês James Clerk Maxwell formulou em Um tratado sobre eletricidade e magnetismo que isso foi devido ao impulso. Em seu estudo, foi assumido que a luz deve ser uma forma de radiação eletromagnética que carrega impulso e exerce pressão. Como detalhe, diga que este trabalho serviu de base fundamental para o trabalho posterior de Einstein sobre a relatividade.

Como o engenheiro comentou recentemente Kenneth chau do campus Okanagan da University of British Columbia (Canadá):

Até agora, não havíamos determinado como esse momento se transforma em força ou movimento. Isso tudo porque a quantidade de impulso transportado pela luz é muito pequena e não temos equipamentos sensíveis o suficiente para resolver este problema.

No momento o ser humano não possui a tecnologia necessária para medir diretamente o impulso exercido pela luz ao atingir um objeto

Porque a nível técnico não temos a tecnologia necessária para medir este impulso, a equipa de físicos e engenheiros decidiu construir um dispositivo que o fizesse uso de espelho para medir a radiação exercida pelos fótons. A ideia é disparar pulsos de laser no espelho para que ele retorne uma série de ondas elásticas que se movem por sua superfície e são detectadas por uma série de sensores acústicos.

Nas palavras de Kenneth chau:

Não podemos medir diretamente o momento do fóton, então nossa abordagem foi detectar seu efeito em um espelho. 'ouvindo'as ondas elásticas que passaram por ele. Fomos capazes de rastrear as características dessas ondas até o momento que reside no próprio pulso de luz, o que abre a porta para finalmente definir e modelar como o momento da luz existe nos materiais.

Ainda há muito trabalho pela frente, embora as possibilidades oferecidas por esta pesquisa sejam muitas

No momento ainda há muito trabalho a ser feito para saber com certeza até onde uma investigação como essa pode nos levar, embora, segundo as pessoas que nela trabalham, possa servir para melhorar a tecnologia de vela solar, um método de propulsão sem motor para espaçonaves que usaria precisamente a pressão exercida pela radiação do sol na vela em vez do vento.

Por outro lado, saber com certeza a pressão que a luz pode exercer sobre o objeto sobre o qual incide pode ajudar-nos a obter melhores pinças ópticas, um método que é usado hoje para capturar e manipular partículas incrivelmente pequenas. Para se ter uma ideia do tamanho que é manipulado com essa técnica, diga que estamos falando de escalas de um único átomo.

Por Kenneth chau:

Ainda não chegamos lá, mas a descoberta neste trabalho é um passo importante e estou animado para ver aonde nos levará a seguir.