Nova técnica armazena e recupera imagem em um único fóton

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/01/2007

Pesquisadores da Universidade de Rochester, Estados Unidos, conseguiram codificar uma imagem inteira em um único fóton - a unidade básica da luz. Embora a imagem inicial tenha apenas algumas centenas de pixels, a técnica poderá ser utilizada para o armazenamento de quantidades gigantescas de dados na forma de luz.

A imagem contém as letras UR, iniciais de Universidade de Rochester, e foi feita utilizando um único pulso de luz. Os cientistas já conseguem colocar centenas desses pulsos em uma pequena célula de 10 centímetros, o que abre a possibilidade de se fazer armazenamento óptico - dados guardados como luz. As memórias e discos rígidos atuais armazenam dados de forma magnética.

"Pode parecer impossível, mas ao invés de guardar apenas zeros e uns, nós estamos armazenando uma imagem inteira," diz o cientista John Howell. Os cientistas há muito tempo sabem que é possível codificar uma enorme quantidade de informação em um pulso de luz, mas perdiam essas informações toda vez que tentavam armazená-la para uma recuperação posterior.

O armazenamento óptico é um campo de intensa pesquisa porque os cálculos computacionais são feitos de forma eletrônica - utilizando elétrons - enquanto a transmissão desses dados já pode ser feita de forma óptica - utilizando fótons. O tempo necessário para a conversão entre esses dois tipos de codificação torna os computadores e a transmissão de dados muito mais lentos do que poderiam ser.

Para produzir a imagem, os cientistas simplesmente dirigiram um feixe de luz através de um stencil com as letras U e R. O princípio é o mesmo quando fazemos desenhos na parede com a sombra das mãos, só que os cientistas desligaram a luz tão rapidamente que apenas um fóton de luz passou através do stencil, ao longo de toda a sua área.

A mecânica quântica estabelece alguns comportamentos estranhos nessa escala - por exemplo, o pulso de luz pode ser imaginado tanto como partícula quanto como onda. Como uma onda, ele passou através de toda a extensão do stencil de uma só vez, levando consigo a sombra das letras UR.

O pulso de luz então atingiu uma câmara de 10 centímetros contendo gás césio aquecido a 100º C. Aí ele foi freado e comprimido, permitindo que vários pulsos ficassem contidos na pequena célula de gás ao mesmo tempo.

Os pulsos de luz foram reduzidos a 1 por cento de seu tamanho original. Os cientistas agora vão tentar elevar o tempo de "freagem" da luz para a casa dos milisegundos, o que poderá trazer a tecnologia para um nível de viabilidade de uso prático.

"Agora eu quero ver se podemos atrasar [um pulso de luz] permanentemente, mesmo ao nível de um único fóton," diz Howell. "Se nós pudermos fazer isto, nós estaremos armazenando quantidades incríveis de informações em apenas alguns poucos fótons."

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