Memória de vidro guarda dados em 5 dimensões

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/08/2011

As informações são gravadas por um laser pulsado de femtossegundos. À direita, uma imagem feita por microscópio da nanoestrutura que cria os redemoinhos de luz, ou voxels.[Imagem: Beresna et al./APL]

Conversor de polarização
Pesquisadores criaram um vidro nanoestruturado que pode funcionar como uma memória óptica e ainda reduzir o custo da microscopia de alta resolução e das imagens médicas.
Martynas Beresna e seus colegas da Universidade de Southampton, na Grã-Bretanha, usaram um laser pulsado ultra-rápido para construir saliências em nanoescala no vidro.
Essas estruturas funcionam como conversores de polarização, que alteram a forma como a luz viaja no interior do vidro.
A nanoestrutura óptica cria "redemoinhos" de luz que podem ser lidos de forma muito parecida com a leitura de um dado que viaja por uma fibra óptica.
Voxels
Os cientistas chamam esses redemoinhos de "voxels", em comparação com os pixels de uma imagem.
A grande diferença, contudo, é que os voxels podem ser posicionados no interior do vidro, o que os torna uma espécie de "pixels 3D" - na verdade, os cientistas conseguiram gravar dados em até 5 dimensões.
Como o laser efetivamente altera os átomos no vidro, um dado gravado nesta memória de vidro poderia ter uma vida útil indeterminada, "para sempre", como dizem os pesquisadores.

Como o laser efetivamente altera os átomos no vidro, um dado gravado nesta memória de vidro poderia ter uma vida útil indeterminada, "para sempre", como dizem os pesquisadores. [Imagem: University of Southampton/ORC]

Ainda assim, a informação pode ser escrita, apagada e reescrita na estrutura molecular do vidro, usando o mesmo laser.
Gravando em 5 dimensões, os cientistas conseguiram colocar a mesma quantidade de dados contida em um disco Blu-Ray - 50 GB - em um pedaço de vidro do tamanho de uma moeda.
Contudo, o laser usado - um laser capaz de produzir pulsos com duração na faixa dos femtossegundos - é bem mais complexo do que o laser de um leitor/gravador de CD ou DVD.
Por isso, a descoberta deverá ter um impacto maior e mais imediato no campo da microscopia e da geração de imagens médicas, ao permitir resoluções acima do limite de difração da luz.
Polarização da luz
Um laser pulsado com polarização fixa consegue produzir arranjos periódicos de voxels em planos muito precisos e finos, com alturas na faixa das dezenas de nanômetros.
Quando a luz atravessa um desses voxels gravados no vidro, ela é conduzida de forma diferente, dependendo da orientação da sua polarização.
Este fenômeno - chamado birrefringência de forma - é a base do funcionamento da nanoestrutura como um conversor de polarização, um mecanismo com largas aplicações em microscopia.
"Antes disso nós tínhamos que usar um modulador de luz espacial baseado em cristais líquidos que custam mais de US$30 mil," explica Peter Kazansky, coautor da pesquisa. "Agora nós simplesmente colocamos esse nanodispositivo no caminho do feixe óptico e temos o mesmo resultado."
A técnica também poderá ser útil nas pinças ópticas, para manipulação de objetos em escala molecular e, segundo os pesquisadores, em aceleradores de partículas miniaturizados.

Bibliografia:

Radially polarized optical vortex converter created by femtosecond laser nanostructuring of glass
Martynas Beresna, Mindaugas Gecevicius, Peter G. Kazansky, Titas Gertus
Applied Physics Letters
Vol.: 98, 201101 (2011)
DOI: 10.1063/1.3590716