Tecnologia Científica
Efeito bumerangue quântico da luz
Experimento revela efeito quântico inédito e pode revolucionar o controle da luz em chips fotônicos.
Por
Laercio Damasceno - 16/01/2026
Pesquisadores observaram, pela primeira vez no espaço real, a luz “retornar sozinha” ao ponto de origem após se propagar em um meio desordenado. O fenômeno desafia a intuição clássica e abre caminho para novas tecnologias ópticas e quânticas.
Imagine lançar um feixe de luz para frente e, em vez de ele seguir adiante ou se dissipar, vê-lo parar, inverter o sentido e voltar exatamente para onde começou. Esse comportamento contraintuitivo acaba de ser demonstrado experimentalmente por uma equipe internacional de físicos, que observou o chamado efeito bumerangue quântico da luz em um chip fotônico.
O estudo foi realizado em redes de guias de onda ópticos desordenados, estruturas microscópicas gravadas em vidro, e confirma previsões teóricas feitas há mais de uma década. Até agora, o fenômeno só havia sido observado indiretamente, em espaço de momento, usando átomos ultrafrios.
“É a primeira vez que conseguimos ver esse efeito acontecer diretamente no espaço real com luz”, afirma Zhaoju Yang, líder do estudo. “A luz se comporta como uma partícula quântica que parece ‘lembrar’ de onde partiu.”
O experimento em números
Para comprovar o fenômeno, os pesquisadores construíram lattices fotônicos unidimensionais com dezenas de guias de onda e introduziram desordem controlada no sistema. Os principais resultados incluem: mais de 4.000 simulações numéricas para validar o modelo teórico; 21 a 50 realizações experimentais independentes para cada condição testada; feixes de luz com comprimento de onda de 635 nanômetros; retorno do centro de massa do feixe após percorrer até 1,8 vezes o espaçamento entre guias; estabilização da luz em regime de localização de Anderson após cerca de 4 centímetros de propagação.
Segundo os dados, o feixe inicialmente se desloca rapidamente, atinge um ponto máximo, desacelera e então retorna gradualmente ao ponto de origem — um movimento típico de um bumerangue, mas governado por leis quânticas.
Quando a desordem organiza o movimento
O segredo do fenômeno está na combinação entre desordem e coerência quântica. Em meios altamente desordenados, espera-se que ondas fiquem presas, um efeito conhecido como localização de Anderson. O que surpreende é que, mesmo nessas condições, a luz pode executar um movimento coletivo de ida e volta.
“Durante muito tempo acreditamos que, em sistemas desordenados, o máximo que uma onda poderia fazer era ficar localizada”, explica Zhaoxin Wu, coautor do artigo. “O efeito bumerangue mostra que ainda existe dinâmica, mesmo nesse regime.”
Os cientistas demonstraram ainda que o retorno da luz pode ser acelerado artificialmente, introduzindo perdas ópticas simétricas ao longo do chip. Em vez de prejudicar o experimento, essa dissipação funciona como uma espécie de “força restauradora”.
“Normalmente, perdas são inimigas da óptica”, diz Xiangrui Hou, primeiro autor do estudo. “Aqui, mostramos que elas podem ser usadas como ferramenta para controlar o movimento da luz.”
Impacto tecnológico e científico
A descoberta vai além da curiosidade acadêmica. O controle preciso do movimento da luz em chips é fundamental para o desenvolvimento de computadores quânticos fotônicos; sensores ópticos ultrassensíveis; dispositivos de comunicação mais robustos; pinças ópticas e sistemas de cloaking (camuflagem óptica).
Além disso, o trabalho abre caminho para investigações em regimes ainda mais complexos, como luz não linear, fótons emaranhados e física quântica de muitos corpos.
“Criamos uma plataforma compacta e controlável para estudar como a desordem, a dissipação e a coerência moldam o transporte de ondas”, resume Yang. “Isso pode mudar a forma como projetamos dispositivos fotônicos no futuro.”
O efeito bumerangue quântico reforça uma ideia cada vez mais presente na física moderna: desordem não significa caos absoluto. Em escala quântica, ela pode esconder padrões sutis e comportamentos surpreendentemente organizados.
Ao fazer a luz ir e voltar por conta própria, os pesquisadores não apenas confirmam uma previsão teórica elegante, mas também iluminam novos caminhos para a tecnologia do século XXI.
Mais informações
Hou, X., Wu, Z., Wang, F. et al. Efeito bumerangue quântico da luz. Nat Commun (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68293-8
