Mecânica quântica aplicada à luz e lasers de alta precisão

Óptica quântica e lasers de alta precisão são este ano as áreas da física escolhidas pelo comité Nobel para a sagração de dois norte-americanos e um alemão Roy J. Glauber, John L. Hall e Theodor W. Hansch. O primeiro tem 80 anos e o seu trabalho teórico permitiu explicar, já nos idos anos 60, o comportamento das partículas da luz - os fotões. Os outros dois pegaram na teoria e aplicaram-na às medidas de precisão, atingindo um rigor sem precedentes. A Academia Real Sueca decidiu distingui-los agora com o galardão mais prestigiado do mundo. O Nobel, claro.

Glauber receberá sozinho metade do prémio e ao seu compatriota Hall, juntamente com o alemão Hansch, cabe a outra metade, num montante global que ascende a 1,1 milhões de euros.

O laureado alemão foi o primeiro a reagir publicamente ao prémio. "Recebi o telefonema de Estocolmo no meu gabinete em Munique. Lá fora tenho gente à minha espera com champanhe, mas não tenho tempo para festejar o prémio porque tenho de apanhar um avião para Nova Iorque", disse ontem o físico à agência alemã DPA, que o contactou por telefone.

Mesmo assim, Theodor Hansch, que se confessou "muito feliz", ainda teve tempo para beber uma taça de champanhe com os seus colaboradores no Instituto de Óptica Quântica, que dirige em Garching, perto de Munique. "Fiquei sem palavras e estou muito, muito feliz. Estou agora a tentar assumir a ideia", comentou Hansch, que acrescentou não saber ainda o que fará com a sua quarta parte do prémio (275 mil euros).

Roy Glauber, que vê o seu trabalho de há 40 anos recompensado agora, explicou por seu turno em conferência de imprensa que pensou numa brincadeira quando recebeu o telefonema em sua casa, no Massachussetts, às 05.30 da manhã. E acrescentou "Ganhar o Nobel nunca me passou verdadeiramente pelo espírito, embora eu soubesse que estamos na época da sua atribuição".

Quanto a Hall, ficou literalmente sem palavras quando soube que era um dos três Nobel da Física deste ano.

Herdeiro de Einstein. Mas o que é afinal a óptica quântica? A resposta começa lá atrás, no século XIX, quando um escocês chamado James Maxwell vem pela primeira vez dizer que a luz é uma forma de radiação electromagnética, tal como as ondas de rádio. A sua proposta representa um enorme avanço na física, mas a teoria não consegue explicar, por exemplo, a natureza da luz emitida pelo Sol.

É Einstein que, em 1905, lança a sua própria luz sobre a questão, propondo que a luz (propriamente dita) é transportada por pequeníssimos "pacotes" (os celebrados quanta) de partículas (os fotões). Foi essa tese que deu origem à teoria fotoeléctrica, pela qual Einstein receberia o Nobel, em 1921.

Apesar destes avanços teóricos, a óptica permaneceu durante muito tempo fora do campo da física que abrange o mundo microscópico a celebrada mecânica quântica.

É aqui que entra, nos anos 60, Roy Glauber, herdeiro de Enstein e pioneiro da aplicação da mecânica quântica à óptica, o que daria origem à óptica quântica.

Na prática, Glauber utiliza os conceitos da mecânica quântica para descrever o fenómeno da luz. E é dessa forma, como sublinha a Academia Sueca, que "consegue pela primeira vez explicar as diferenças fundamentais entre as fontes quentes de luz, como as ampolas, em que há uma mistura de frequências e de fases, e os lasers, que dão uma frequência e uma fase específicas".

"Glauber tem um trabalho teórico fundamental nesta área e era um nome há muito nobelizável", disse ao DN o investigador português Tito Mendonça, que dirige o Grupo de Lasers e Plasmas do Instituto Superior Técnico e que não se mostrou nada surpreendido com esta escolha da Academia Sueca.

Da aplicação prática dos trabalhos de Roy Glauber, Tito Mendonça não tem dúvidas que ela vai passar em breve por algo que "está agora muito na moda", e que é "a microcomputação". Ou seja, o desenvolvimento da computadores mais pequenos e mais rápidos.

Este físico que tem hoje 80 anos, nasceu em Nova Iorque, em 1925 e formou-se em Harvard, em 1949. Colaborou no polémico projecto Manhattan, que deu origem à bomba atómica utilizada pelos EUA para pôr um ponto final à II Guerra Mundial. É professor de Harvard desde 1976 e recebeu outros prémios anteriormente.

O norte-americano John Hall, de 71 anos, e o alemão Theodor Hansch, de 63, aplicaram os conceitos de Glauber e deram à física um importante contributo, que permitiu "medir as frequências com uma precisão de 15 dígitos", refere o comunicado da Academia Sueca, sublinhando que "é agora possível construir lasers com cores extremamente vivas e fazer leituras precisas da luz de todas as cores". Hall nasceu em Denver em 1934 e formou-se em 1961, no Instituito Carnegie de Tecnologia de Pittsburg. Foi investigador do National Institute of Standards and Technology e é professor da Universidade do Colorado.

Theodor Hansch nasceu em Heidelberg, na Alemanha, em 1941 e trabalhou como investigador nos EUA. Em 1986 tornou-se professor na universidade de Munique. Dirige o Instituto de Óptica Quântica no Max-Planck.