Holografia - A Luz Congelada

10/10/2000 -

A Luz Congelada
(Holografia)
Objetivo: Relacionar a matéria data em Física 4 na FEI com a Holografia e a minha área escolhida Elétrica

A holografia, começou a nascer em 1948, quando o húngaro Dennis Gabor (prênio nobel de física em 1971) publicou a descrição de um novo princípio ótico que combinava com perfeição surpreendente os fenômenos de interferência e da difração na reconstrução de ondas.

Gabor dividiu um feixe de luz de mercúrio em duas partes, fazendo uma delas (chamada "feixe de referência") incidir diretamente sobre a superfície de registro, formada por uma placa fotográfica de alta resolução. A outra parte do feixe original foi orientada para iluminar um objeto e só então dirigir-se para a mesma superfície de registro, sob a forma de um "feixe objeto". Assim o filme fixou o registro da interferência entre os dois feixes, imprimindo, em condições de grande rigidez mecânica e estabilidade, um complexo código que aparentemente não formava imagem alguma.

Na verdade o que Gabor estava fazendo era uma série de interferências construtoras e destrutoras geradas através de D r (variações de percurso) divididas pelo comprimento de onda onde os picos e vales gerados pela freqüência da luz de mercúrio, eram gravados na superfície do registro sob forma de franjas (luz + luz = escuridão).

Assim a holografia tem pleno relacionamento com a Ótica e todos os princípios aprendidos em aula de Física 4 nos capítulos 38 e 40, que incluem basicamente onda de luz, freqüências, interferência, cores que são os pré-requisitos para se entender o funcionamento da geração de hologramas, que foram colocados em prática, mas é óbvio que não é só isso, pois é necessário também um grande conhecimento sobre construção de Laser, Lentes, Espelhos e Espelhos semireflexivos, etc, que com certeza já é assunto para uma física bem mais avançada.

Atualmente estão sendo feitos experiências variadas em várias áreas para o uso da holografia, acho eu, que a mais simples e a geração de hologramas coloridos gerados por tricomia (isto é, a combinação das três cores básicas) que utilizam um laser de hélio-neôn (que emite em vermelho) e outro de argônio (que emite em verde e azul), e estas técnicas estão sendo progredidas a cada ano.

A utilização da holografia na informática está relacionada com a característica de armazenamento de múltiplas informações em cada ponto. No caso de um holograma de um só objeto, todas as informações recebidas pelo filme possuem, semelhanças entre si, sendo pouco redundantes. Mas se, na tomada, conseguirmos separar os objetos de forma que cada ângulo de incidência transmita imagens de diferentes fontes (vários textos por exemplo), podemos dispor de um sistema mais avançado de armazenamento de informações. Teoricamente, a memória holográfica armazenada no volume de um cristal fotossensível ? cujos protótipos já existem ? supera em várias ordens de magnitude o alcance dos computadores atuais, bastando lembrar que cada centímetro cúbico de deste cristal pode acomodar de 1012 a 1013 bits, quantidade de informação equivalente à existente em uma biblioteca com cinco milhões de volumes de 200 páginas cada um.

Atualmente na época da informática onde tudo está tendendo-se a ser informatizado e cada vez mais é necessário gravar mais informações, desde o simples nome em um cadastro, a fotos, ou mesmo uma combinação de DNA, a holografia aparece como uma das possíveis saídas para a criação de unidades, ou cristais de memória, de armazenamento de dados de alta capacidade, pois basta lembra que computadores trabalham com o armazenamento e manipulação de bytes (conjunto de 8 bits) sendo assim se 1 cristal de 1cm3 armazena 1012 bits, então 1cm3 armazena 1,25x1011 ou seja 125 TeraBytes (aprox.) que revolucionará novamente o sistema de armazenamento de dados, pois basta lembrar das unidades de disco enormes utilizadas nos Main-Frame que utilizava andares inteiros e as vezes até prédios, substituídos por servidores de unidades óticas (Compact Disc Laser - novamente mais um passo da ótica o laser para a gravação de dados), e também basta lembrar que existe muita mecânica nestes dispositivos a laser pois até a "cabeça" da leitora lazer chegar na posição requisitada existe um tempo, e por mais precisão mecânica em aceleração e desaceleração, isso é que faz com que a velocidade de leitura e acesso caia bastante, sem contar outras características como a rotação da mídia gerada por um motor, elétrico que geralmente tem um alto consumo de corrente, sem contar problemas de desgastes mecânicos que reduzem a vida útil deste tipo de armazenamento de dados, assim quem sabe daqui a alguns anos a Eletrónica Digital, junto com a Ótica holográfica, que no fundo todas vieram da Física, e a Matemática que é o alimento fundamental da Física, possam revolucionar novamente para a criação de Unidade de Cristal, pois como se trata de freqüências, ondas, elétrons, assim como em um tubo de imagens não é preciso nenhum dispositivo mecânico para fazer a varredura de raios catódicos (é feito através de um conjunto de bobinas), poderemos um dia eliminar toda a parte mecânica dos dispositivos de armazenamento de dados, trabalhando apenas com Luz e Eletricidade assim iremos obter uma velocidade de acesso a qualquer informação, próximo a velocidade da luz, ou seja, instantâneo ! (o mais incrível é que em vários filmes de ficção científica antigo, o termo "Cristal" já foi utilizado quando se tratava de unidade de armazenamento de dados de alta capacidade)...

Já está sendo desenvolvida atualmente a "holografia nuclear", para uso na medicina. A radiação nuclear de um objeto ativado por meios radioativos projeta no filme fotográfico a sombra de uma máscara com estrutura de "placa zonal de Fresnel", anéis concêntricos cujos raios estão na proporção da raiz quadrada de seu numero de ordem contados desde o centro. A posição lateral de cada ponto irradiante define a posição lateral da placa zonal de Fresnel que lhe vai corresponder no registro fotográfico, enquanto a distância longitudinal (profundidade) determina sua proporção. O registro fotográfico dá uma figura de zonas de Fresnel que é iluminada exatamente como um holograma e oferece uma imagem tridimensional, embora no atual estágio da técnica, de baixa resolução.

Na medicina e em outras varias áreas a holografia junto a atomística poderão causar um outro pulo tecnológico, computadores nucleares, onde internamente tudo será controlado atomicamente com sinais de poucos elétrons que sejam suficientes para emitir luz irem e virem da unidades de memória holográfica, ou gravações diretas por fibra ótica, tudo isso na velocidade da luz, gerando supercomputadores em tempo real, e assim quem sabe mundos virtuais como nos filmes de hoje (basta lembrar que nos filmes antigos de ficção quase tudo já existe), e outras coisas, até onde a imaginação dos futuros engenheiros os levarem alem da relatividade da luz, onde nenhum homem jamais esteve...

Conclusão: Toda ótica veio da Física e o conhecimento pleno da Física é o conhecimento da ótica, pois a ótica é a parte da Física voltada ao desenvolvimento e controle da luz e todas suas propriedades e características, inclusive a de interferências, que é o enfoque principal deste trabalho, pois a técnica de "congelar a luz" (carinhosamente colocada pelo autor do texto original) vem com os princípios apresentados nos capitulo 38 e 40 em FS414.
Texto em Times New Romam ? Retirados do texto original como base para minha associação.
Texto em Arial Italico ? Minhas devidas associações a FS414 e minha a área que pretenderei fazer Elétrica