Físicos russos descobrem fórmula da miragem

Cientistas da Universidade Estatal de Moscou formularam equação que permite descrever matematicamente as miragens Foto: Flickr

Cientistas da Universidade Estatal de Moscou formularam equação que permite descrever matematicamente as miragens Foto: Flickr

Durante um experimento, foi constatado que miragem pode ser observada não só em um deserto com os próprios olhos, mas também com a amplitude de um raio X. Cientistas do Departamento de Física da MGU (Universidade Estatal de Moscou) formularam equação que permite descrever matematicamente qualquer tipo de miragem.

As miragens dentro do espectro óptico são conhecidas como um fenômeno misterioso. Todos conhecem exemplos de miragens no deserto, de quando um viajante cansado enxerga sobre a terra algo semelhante à água. E até mesmo no asfalto superaquecido às vezes é possível observar as tais poças falsas.

A razão principal para o aparecimento de miragens é a elevada heterogeneidade da densidade do ar, onde ocorre o aquecimento de intensidade diferenciada em suas camadas. A propagação de raios nesse meio está longe de ser retilínea (os índices de refração de diferentes camadas do ar são muito distintos) e, como consequência,  o observador vê um objeto imaginário, cuja imagem aparece deslocada em relação à imagem real.

Demonstrou-se, que as miragens podem ser observadas não só na ótica, mas também na amplitude do raio X. Pela primeira vez isso se tornou possível para um grupo internacional de cientistas, do qual fizeram parte os colegas da Universidade Estatal de Moscou. A respectiva publicação saiu em junho na revista científica “Nature Communications”.

Durante um estudo das propriedades do laser, os cientistas observaram pela primeira vez a miragem dentro do espectro do raio X. Após terem descoberto a miragem nesse espectro, os físicos russos realizaram a procura das origens físicas do fenômeno e conseguiram não só determinar as condições necessárias para a formação de miragens no laser do raio X, mas também desenvolver uma teoria para a sua ocorrência.

“Construímos uma teoria geral sobre a miragem, que, até onde entendemos, não existia antes na ótica – havia somente uma explicação qualitativa”, informa um dos autores do trabalho, Serguêi Magnítski, docente do Departamento de Física Geral e Processos de Ondas da MGU.

Trabalhando com o laser de raios X, os cientistas observavam uma alternância de anéis claros e escuros. O fenômeno era incomum, pois praticamente só há um gerador de emissões no laser. “A origem destes anéis era excepcionalmente estranha e completamente inexplicável à primeira vista”, conta Magnítski. Logo, foi possível desvendar este fenômeno e explicar a sua natureza, inclusive matematicamente.

Ao descrever o fenômeno observado, os cientistas desenvolveram um algoritmo universal: deduziram uma equação, que permite descrever matematicamente não somente a miragem do raio X, mas também qualquer outra miragem.

Para calcular a propagação dos raios X no plasma, os cientistas da MGU criaram uma abordagem especial, onde foram considerados os seus parâmetros hidrodinâmicos. Eles demonstraram que no plasma cria-se uma segunda fonte de radiação, imaginária, estritamente relacionada por fase com o gerador. A interação de irradiação destas fontes conduz à formação de um quadro de “interferência compatível”.

Os resultados do trabalho podem continuar a ser desenvolvidos em duas direções práticas. Em primeiro lugar, na criação de hologramas do raio X, onde as imagens dos objetos podem ser obtidas com uma resolução muito alta, na ordem de 10 nanômetros. “Já estamos trabalhando ativamente nesse sentido”, diz o cientista.

Além disso, as conclusões ajudarão a desenvolver os chamados “cloackings”,  revestimentos especiais que ajudam a tornar os objetos invisíveis.

“Nossos resultados oferecem a possibilidade de ao menos começarmos a pensar sobre tais revestimentos. Mas o cloaking nos raios X é uma perspectiva para um futuro bastante distante”, finaliza Magnítski.

 

Publicado originalmente pela Gazeta.ru

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