A ideia nasceu em 2020, durante uma conversa entre o físico Marco Piccardo (professor do Instituto Superior Técnico e da Universidade de Harvard) e Luigi Lugiato, um investigador conhecido por uma equação na área da óptica não-linear, a de Lugiato-Lefever.
Cinco anos depois, chegam os resultados: um «chip de laser compacto que emite um tipo especial de pulsos ultrarrápidos, os solitões (na gama dos picossegundos de duração, ou um milésimo de nanossegundo), capaz de gerar mil milhões destes pulsos por segundo».
Segundo os cientistas, esta inovação pode «revolucionar os sensores de gás para segurança e comunicações ópticas», estas últimas com a promessa de que serão «milhares de vezes mais rápidas do que a Internet doméstica».
Este laser consegue, assim, gerar «pulsos de luz ultrarrápidos», os chamados ‘solitões brilhantes’, tudo num formato «minúsculo, eficiente e simples» de usar. Até agora, pensava-se que seria necessário recorrer a sistemas de maiores dimensões, do «tamanho de uma mesa», para criar estes pulsos.
Contudo, a investigação de Marco Piccardo e Luigi Lugiato descobriu que há outra forma de fazer isto: «Dois lasers em miniatura integrados num único chip – um como fonte de luz e o outro como anel de ressonância onde os pulsos se formam – são suficientes».
Esta abordagem permite criar «solitões estáveis na região média do infravermelho, sem necessidade de mecanismos externos de compressão ou estabilização, e com um consumo de energia extremamente reduzido», garantem os dois cientistas.
Os solitões brilhantes, ao contrário dos chamados ‘solitões escuros’ (que a mesma equipa já tinha demonstrado em 2024), são «especialmente valiosos» por «serem mais fáceis de aplicar em contextos tecnológicos reais», explicam Marco Piccardo e Luigi Lugiato.
Segundo os mesmos, este sistema de lasers pode ser integrado em «sensores químicos portáteis, sistemas de medição de alta precisão ou redes de comunicações ópticas a velocidades sem precedentes». O estudo completo pode ser lido na revista Nature.
