Raio Trator Espacial já é quase uma realidade!

Da ficção para a realidade

Um raio trator capaz de desviar um asteroide em rota de colisão com a Terra, capturar lixos espaciais, ou ajustar a órbita de satélites artificiais não é mais um sonho tão distante.

Presente há anos na ficção científica, aos poucos o conceito de um raio capaz de puxar materiais sem contato começou a ser testado nos laboratórios de nanotecnologia, já sendo uma realidade para as nanopartículas.

Embora a ficção tenha várias versões do aparato, para os físicos do mundo real um raio trator é uma onda de luz, visível ou não, capaz de puxar um objeto ao longo do feixe de luz até a sua origem - há também outro conceito, conhecido como raio trator gravitacional.

Agora, o avanço foi significativo o suficiente para chamar a atenção da NASA.

David Ruffner e David Grier, da Universidade de Nova Iorque, nos Estados Unidos, conseguiram pela primeira vez construir um raio trator autêntico, que puxa as partículas sem depender de sua composição.

Os dois pesquisadores usaram um laser especial, que produz um tipo de luz chamada feixe de Bessel, no qual os fótons são disparados em anéis concêntricos.

Tubo de luz

Para criar o raio trator, dois feixes de Bessel são disparados lado a lado.

Mas, em vez de prosseguirem paralelamente, uma lente faz que com eles desviem e se sobreponham, criando um padrão alternado de regiões claras e escuras.

A interação não destrói o "miolo" vazio do feixe, onde fica a partícula a ser tracionada.

Ajustando a temporização dos feixes, os pesquisadores fizeram com que os fótons das regiões brilhantes se espalhem em direção à fonte de luz, empurrando a partícula para a próxima região clara.

Como há uma sequência de regiões claras e escuras, ao sair do raio de ação dos fótons de um anel de luz, a partícula já atingiu o anel de luz seguinte, cujos fótons entram então em ação.

Assim, o feixe de luz funciona como uma correia transportadora, levando continuamente a partícula em direção à fonte.

(a) Interseção dos dois lasers; (b) reconstrução volumétrica do feixe resultante; (c) holograma de fase mostrando a correia transportadora de luz; (d) projeção holográfica do feixe que puxa a partícula em direção à sua origem. [Imagem: Ruffner/Grier]

Raio trator prático

Tudo ainda funciona no reino da nanotecnologia - o raio trator é capaz de puxar microesferas de sílica.

Mas há dois avanços essenciais.

O primeiro é que o raio trator a laser não depende de uma segunda fonte de luz do "outro lado", podendo ser emitido de uma fonte única, a partir de um único ponto.

O segundo é que, ao contrário do primeiro nano-raio trator verdadeiro, criado há menos de seis meses, o sistema independe das propriedades físicas da partícula a ser transportada.

Foi isso que chamou a atenção da NASA, que já contatou os pesquisadores para discutir possibilidades de aplicações do raio trator no espaço.

Raio trator no espaço

Apesar de conseguir puxar apenas micropartículas aqui embaixo, no espaço a força do raio trator pode ser suficiente para deslocar objetos de maior massa.

Outra possibilidade de aplicação é a captura de partículas de cometas e asteroides, evitando as complicadas manobras de pousar nesses corpos celestes para coletar amostras.

Os dois pesquisadores passaram à frente de uma equipe formada pela própria NASA há cerca de um ano, para tentar viabilizar a tecnologia dos raios tratores:

=> NASA quer tornar raio trator uma realidade

Bibliografia:

Optical Conveyors: A Class of Active Tractor Beams

David B. Ruffner, David G. Grier

Physical Review Letters

Vol.: 109, 163903

DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.163903

Fonte: Inovação Tecnológica