Um estudo desenvolvido por cientistas do Brasil, Eslovênia, Finlândia, Noruega, Suíça, e Estados Unidos, incluindo os professores Nelson Guilherme Castelli Astrath, Mauro Luciano Baesso e Luis Carlos Malacarne e os doutorandos Bruno Anghinoni e Gabriel Flizikowski, da Universidade Estadual de Maringá (UEM), além de contribuir para o aprofundamento da conexão entre eletromagnetismo e matéria condensada, terá aplicabilidade imediata no campo da manipulação óptica de matéria deformável.
Os resultados obtidos no estudo serão aplicados mais especificamente nas ocasiões em que pinças óticas forem usadas em Biologia e Medicina para manipular células isoladas. São momentos onde é importante conhecer a distribuição espacial correta da força que atua nas células, uma vez que forças óticas locais intensas têm efeitos optomecânicos significativos na célula. Estes efeitos decorrem da junção de ondas ópticas e mecânicas visando utilizar a luz para a detecção de movimento.
Levando em conta que a água é geralmente o principal componente da matéria orgânica mole, a descrição do efeito eletrostritivo elaborada pelos cientistas deve desempenhar um papel essencial neste cenário.
Outra aplicação dos resultados do trabalho é na determinação optoacústica muito precisa do coeficiente de absorção de luz em líquidos de baixa absorção. Ademais, a deformação induzida em materiais sólidos pelo efeito de eletrostrição pode ser utilizada para melhorar a piezoeletricidade em materiais ferroelétricos, presentes em uma ampla gama de aplicações.
Publicado como artigo, o estudo, feito a título de uma colaboração multinacional de cientistas internacionais unidos por uma causa, foi produzido em nível de pesquisa básica, na qual os cientistas realizaram um experimento inovador no campo de forças óticas. Eles lançaram um pulso de laser de curta duração por meio de uma coluna de água, observando sua resposta transitória.
Como todos os formalismos eletromagnéticos já estabelecidos falharam em descrever as medições precisas feitas no Brasil, a equipe introduziu uma nova teoria denominada formalismo Microscópico de Ampère. Assim, os pesquisadores modelaram corretamente as novas observações meticulosas, além de outras medições relatadas há muito tempo nos campos de pressão da luz, momento da luz e eletrostrição, um fenômeno verificado em alguns materiais que experimentam a deformação elástica por ação de um campo elétrico aplicado, deformação que é independente da polaridade do campo.
O trabalho foi publicado na revista Light: Science & Applications da Nature Springer. O paper pode ser acessado gratuitamente em https://www.nature.com/articles/s41377-022-00788-7
