"Os tipos de efeitos que vocêobtanãm para objetos muito pequenos são diferentes dos efeitos que obtanãm de objetos muito grandes", disse Sean Molesky, pesquisador de pa³s-doutorado em engenharia elanãtrica e primeiro autor do estudo. A diferença pode ser observada ao passar de uma molanãcula para um gra£o de areia. "Vocaª não pode descrever simultaneamente as duas coisas", disse ele.

O problema decorre da famosa natureza de mudança de forma da luz. Para objetos comuns, o movimento da luz pode ser descrito por linhas retas ou raios. Mas para objetos microsca³picos, as propriedades das ondas de luz assumem o controle e as regras puras da a³ptica de raios quebram. Os efeitos são significativos. Em materiais modernos importantes, observações em escala de ma­cron mostraram luz infravermelha irradiando milhões de vezes mais energia por unidade de área do que a a³ptica de raios prevaª.

As novas regras, publicadas na Physical Review Letters em 20 de dezembro, dizem aos cientistas quanta luz infravermelha um objeto de qualquer escala pode absorver ou emitir, resolvendo uma discrepa¢ncia de décadas entre grandes e pequenos. A obra estende um conceito do século XIX, conhecido como corpo negro, a um contexto moderno útil. Os corpos negros são objetos idealizados que absorvem e emitem luz com a máxima eficiência.

"Muitas pesquisas foram feitas para tentar entender na prática , para um determinado material, como épossí­vel abordar esses limites do corpo negro", disse Alejandro Rodriguez , professor associado de engenharia elanãtrica e principal pesquisador do estudo. “Como podemos fazer um absorvedor perfeito? Um emissor perfeito?

"a‰ um problema muito antigo que muitos fa­sicos - incluindo Planck, Einstein e Boltzmann - abordaram desde o ini­cio e estabeleceram as bases para o desenvolvimento da meca¢nica qua¢ntica."

Uma grande quantidade de trabalhos anteriores mostrou que a estruturação de objetos com recursos em nanoescala pode aumentar a absorção e a emissão, capturando efetivamente os fa³tons em um pequeno corredor de espelhos. Mas ninguanãm havia definido os limites fundamentais do possí­vel, deixando grandes questões em aberto sobre como avaliar um design.

Nãomais confinado a  tentativa e erro de força bruta, o novonívelde controle permitira¡ que os engenheiros otimizem matematicamente os projetos para uma ampla gama de aplicações futuras. O trabalho éespecialmente importante em tecnologias como painanãis solares, circuitos a³pticos e computadores qua¢nticos.

Atualmente, as descobertas da equipe são especa­ficas para fontes tanãrmicas de luz, como o sol ou uma la¢mpada incandescente. Mas os pesquisadores esperam generalizar ainda mais o trabalho para concordar com outras fontes de luz, como LEDs, vaga-lumes ou raios de arco elanãtrico.

A pesquisa foi apoiada em parte pela National Science Foundation, pelo Centro Cornell de Pesquisa de Materiais, pela Agência de Projetos de Pesquisa Avana§ada de Defesa e pelo Conselho Nacional de Pesquisa em Ciência e Engenharia do Canada¡.