Detectar luz além da faixa vermelha visível de nossos olhos édifa­cil de fazer, porque a luz infravermelha transporta muito pouca energia em comparação com o calor ambiente em temperatura ambiente. Isso obscurece a luz infravermelha, a menos que detectores especializados sejam resfriados a temperaturas muito baixas, o que écaro e consome muita energia.

Agora, pesquisadores liderados pela Universidade de Cambridge demonstraram um novo conceito de detecção de luz infravermelha, mostrando como convertaª-la em luz visível, que éfacilmente detectada.

Em colaboração com colegas do Reino Unido, Espanha e Banãlgica, a equipe usou uma única camada de moléculas para absorver a luz infravermelha média dentro de suas ligações químicas vibrata³rias. Essas moléculas traªmulas podem doar sua energia para a luz visível que encontram, 'convertendo-a' para emissaµes mais próximas da extremidade azul do espectro, que podem então ser detectadas por ca¢meras modernas de luz visível.

Os resultados, relatados na revista Science , abrem novas maneiras de baixo custo para detectar contaminantes, rastrear ca¢nceres, verificar misturas de gases e detectar remotamente o universo externo.

O desafio enfrentado pelos pesquisadores era garantir que as moléculas que tremiam encontrassem a luz visível com rapidez suficiente. “Isso significava que ta­nhamos que prender a luz com bastante força ao redor das molanãculas, comprimindo-a em fendas cercadas por ouro”, disse o primeiro autor Angelos Xomalis, do Laborata³rio Cavendish de Cambridge.

Os pesquisadores desenvolveram uma maneira de sandua­che de camadas moleculares únicas entre um espelho e minaºsculos pedaço s de ouro, apenas possí­vel com "metamateriais" que podem torcer e comprimir a luz em volumes um bilha£o de vezes menores do que um cabelo humano.

"Capturar essas diferentes cores de luz ao mesmo tempo era difa­cil, mas quera­amos encontrar uma maneira que não fosse cara e pudesse facilmente produzir dispositivos práticos", disse o co-autor Dr. Rohit Chikkaraddy do Laborata³rio Cavendish, que idealizou o experimentos baseados em suas simulações de luz nesses blocos de construção.

“a‰ como ouvir ondas de terremoto de ondulação lenta colidindo-as com uma corda de violino para obter um assobio agudo que seja fa¡cil de ouvir e sem quebrar o violino”, disse o professor Jeremy Baumberg do NanoPhotonics Center do Laborata³rio Cavendish de Cambridge, que liderou o pesquisar.

Os pesquisadores enfatizam que, embora seja cedo, hámuitas maneiras de otimizar o desempenho desses detectores moleculares de baixo custo, que podem acessar informações ricas nesta janela do espectro.

De observações astrona´micas de estruturas gala¡cticas a detecção de horma´nios humanos ou primeiros sinais de ca¢nceres invasivos, muitas tecnologias podem se beneficiar deste novo avanço do detector.

A pesquisa foi conduzida por uma equipe da Universidade de Cambridge, KU Leuven, University College London (UCL), Faraday Institution e Universitat Polita¨cnica de Vala¨ncia.

A pesquisa éfinanciada como parte de um investimento do Conselho de Pesquisa em Ciências Fa­sicas e Engenharia do Reino Unido (EPSRC) no Cambridge NanoPhotonics Centre, bem como no Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), Trinity College Cambridge e KU Leuven.

Jeremy Baumberg émembro do Jesus College, Cambridge.