Em uma reviravolta impressionante que fará os lasers questionarem suas escolhas de vida, cientistas usaram com sucesso a simples luz solar para realizar imagem fantasma quântica. Por décadas, a óptica quântica tem dependido de um processo chamado conversão paramétrica descendente espontânea (SPDC), que tipicamente exige um laser poderoso e estável brilhando em um cristal não linear. Mas, ao que parece, o universo é mais flexível do que pensávamos: até mesmo luz parcialmente coerente pode fazer o trabalho, e agora, como uma equipe da Universidade de Xiamen (liderada por Wuhong Zhang e Lixiang Chen) mostrou, o próprio sol também pode.

Os desafios são reais, no entanto. A luz solar que atinge a Terra é uma coisa inconstante - flutuando constantemente em brilho, direção e posição - o que a torna um pesadelo para alinhamento preciso. Mas a equipe, conforme relatado em Advanced Photonics, construiu um dispositivo automático de rastreamento solar (como um montagem de telescópio equatorial sofisticada) que segue o sol o dia todo, canalizando seus raios para uma fibra óptica multimodo de plástico de 20 metros, que leva a um laboratório escuro onde atinge um cristal de titanil fosfato de potássio periodicamente polarizado (PPKTP).

E eis que funcionou. O sistema gerou pares de fótons com fortes correlações de posição, alcançando uma visibilidade de imagem fantasma de 90,7% - um pouco abaixo dos 95,5% de um laser padrão de 405 nm na mesma potência de bombeamento. Eles até reconstruíram uma imagem 2D mais complexa que chamam de 'rosto fantasma', porque a ciência tem senso de humor.

Como isso é possível? O amplo espectro da luz solar ajuda a manter o quase-casamento de fases no cristal, produzindo muitos pares correlacionados. Ao coletar dados por períodos mais longos, eles melhoraram as razões sinal-ruído e contraste-ruído, provando que o sistema pode lidar com as mudanças de humor do sol.

Esta é a primeira SPDC bombeada por luz solar com imagem fantasma bem-sucedida, e abre as portas para imagem quântica totalmente passiva - sem lasers, sem energia externa. Os pesquisadores sugerem que isso pode ser um divisor de águas para sistemas quânticos em ambientes remotos ou baseados no espaço. E com futuros avanços na coleta de luz solar, engenharia de cristais e reconstrução de imagem (olá, sensoriamento comprimido e aprendizado de máquina), em breve poderemos ter câmeras quânticas que literalmente funcionam com luz solar.

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