Atualizado 12 de maio de 2026
Cientistas da África do Sul e da Inglaterra descobriram uma forma simples e revolucionária para a luz ser “programada” para que torça e gire a partir de suas próprias propriedades “ocultas” naturais, sem a necessidade de espelhos, materiais ou lentes especiais.
A pesquisa foi publicada na Revista Light Science & Applications.
A descoberta, a maior em décadas acerca da luz, tem potencial para promover um salto sem igual na fotônica, remodelar o diagnóstico médico, a transmissão de dados e os futuros sistemas quânticos.
Essa descoberta poderia mudar de vez o paradigma de uso de circuitos integrados para a fotônica, com redução de uso de energia, aumento da velocidade e eficiência?
A seguir veremos como os pesquisadores descobriram a inédita forma de moldar a luz, como funciona e por que promete ser um grande salto para as tecnologias com luz. Em texto, imagens e vídeos.
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Vídeo 2: Tornado De Luz: Físicos Criam Laser Que Gira Como Um Furacão
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Resultado desafia suposições antigas, mostra que a luz pode ser quiral: agir como uma mão esquerda ou direita, e ainda girar, enquanto se move pelo espaço
Conhecimento acerca das propriedades da luz tem mudado radialmente nos últimos anos. A luz que conhecíamos da antiga ótica geométrica virou apenas história.
A luz pode ser congelada, torcida, girada, freada e muito mais. Com possibilidades tecnológicas enormes.
Agora, em mais uma descoberta cientistas apresentaram um nova propriedade oculta surpreendente da luz, sugerindo que ela pode ser muito mais autossuficiente do que se acreditava anteriormente.
Ao manipular a geometria oculta da luz, como o momento angular orbital, pesquisadores desbloquearam uma forma de moldar o feixe de luz sem equipamentos complexos.
Isso reduz drasticamente o consumo de energia e aumenta a eficiência em chips fotônicos e redes de fibra óptica. Além de um salto sem igual na fotônica, remodelar o diagnóstico médico, a transmissão de dados, os futuros sistemas quânticos e até na radioastronomia e na astrobiologia.
A conquista inédita foi alcançada por Pesquisadores da Escola de Física da Universidade de Witwatersrand, na África do Sul. Eles e da Universidade de East Anglia, identificaram uma propriedade da luz até então desconhecida, que permite que ela se torça, gire e se comporte de maneiras incomuns, sem a necessidade de espelhos, materiais ou lentes especiais.
Imagem: Light Mkhumbuza et al. – 10.1038/s41377-026-02278-6
Este resultado desafia suposições antigas, mostrando que a luz pode desenvolver comportamento quiral. Ela pode agir como uma mão esquerda ou direita, e ainda girar, enquanto se move livremente pelo espaço.
Segundo a equipe, isso poderá eventualmente permitir que a luz transporte informações, examine sistemas biológicos, manipule a matéria e proteja sinais quânticos.
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Quiralidades, torção, rotação e emergência: a luz torce ao viajar, formando um vórtice óptico que transporta informações valiosas para internet veloz, comunicações seguras e sensores
A quiralidade, ou lateralidade, desempenha um papel fundamental na ciência.
Muitas moléculas, incluindo as utilizadas em medicamentos, existem em formas dextrógiras e levógiras que parecem quase idênticas, mas podem comportar-se de maneira muito diferente no organismo.
Para distingui-las, os cientistas geralmente utilizam luz especializada que gira no sentido horário ou anti-horário. Até agora, gerar e controlar esse tipo de luz exigia superfícies cuidadosamente projetadas, materiais avançados ou foco intenso com lentes potentes.
A nova pesquisa mostra que essas medidas podem não ser necessárias.
Imagem: Light Mkhumbuza et al. – 10.1038/s41377-026-02278-6
“Nosso trabalho mostra que a luz pode desenvolver naturalmente esse comportamento específico por conta própria”, disse o Dr. Kayn Forbes, da Escola de Química, Farmácia e Farmacologia da UEA.
“Basta prepará-la da maneira correta. A maioria das pessoas pensa na luz viajando em linha reta. Mas os cientistas também podem criar luz estruturada – luz cujo brilho, forma e direção são cuidadosamente controlados.”
“Um exemplo extremo é a luz que se torce ao viajar, formando um formato helicoidal conhecido como vórtice óptico. Cada torção pode transportar informações, tornando esse tipo de luz valioso para internet de alta velocidade, comunicações seguras e sensores avançados.”
“A luz também pode girar enquanto se propaga, dependendo de como está polarizada. Essa rotação pode ser levógira ou dextrógira – outra forma de quiralidade.”
Anteriormente, acreditava-se que a interação entre o spin da luz e seu movimento de torção era extremamente fraca e observável apenas sob condições cuidadosamente controladas.
A equipe da UEA descobriu que, quando a luz é preparada em um estado precisamente equilibrado, seu spin pode emergir naturalmente à medida que viaja pelo espaço vazio.
“Começa sem rotação nenhuma”, explicou Light Mkhumbuza, estudante de mestrado que realizou experimentos cruciais. “Mas, à medida que o feixe avança, regiões giratórias aparecem e se separam – quase como se a rotação estivesse escondida e depois se revelasse.”
E faz isso sem espelhos. Sem materiais especiais. Apenas a luz movendo-se livremente.
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Novo propriedade permite ajuste ajustar a topologia da luz, e decidir como e onde a quiralidade aparece
Segundo o Dr. Isaac Nape, da Universidade de Witwatersrand, em Joanesburgo, África do Sul, a explicação reside na topologia – um ramo da matemática que estuda propriedades que permanecem inalteradas mesmo quando os objetos são esticados ou remodelados.
“Para explicar, imagine uma caneca e uma rosquinha”, disse ele. “Você pode transformar uma na outra sem rasgá-la, porque ambas têm um furo. Esse furo é uma característica topológica.”
A luz parece ter sua própria versão dessa “contagem de buracos” – uma assinatura topológica oculta incorporada na disposição de sua polarização. Essa característica persiste à medida que a luz se propaga e direciona sutilmente a evolução do feixe.
À medida que o feixe avança, essa estrutura interna provoca um comportamento de rotação, oferecendo aos pesquisadores uma nova maneira de controlar a luz usando apenas a geometria.
“Isso nos dá um novo mecanismo de ajuste para a luz. Ao ajustar sua topologia, podemos decidir como e onde a quiralidade aparece”, disse o Dr. Nape. “As implicações são abrangentes”, disse o Dr. Forbes.
“Este trabalho pode levar a testes médicos mais simples e sensíveis, especialmente no desenvolvimento de medicamentos.”
Para o pesquisador, “Também poderia ser usado para compactar mais informações em feixes de laser, aumentando a capacidade de dados para comunicações, incluindo futuras redes quânticas. E como o efeito não depende de materiais frágeis ou superfícies projetadas com precisão, poderia ser mais fácil e barato de usar em tecnologias do mundo real.”
“Esta pesquisa poderá lançar as bases para uma nova geração de tecnologias baseadas na luz, ao demonstrar que o comportamento da luz pode ser controlado utilizando a sua própria geometria interna”, acrescentou.
Entre as áreas beneficiadas estão:
- Testes médicos e farmacêuticos mais simples, utilizando luz estruturada especial para distinguir moléculas dextrógiras e levógiras, essenciais para a segurança de medicamentos e a detecção de doenças.
- Sensores ópticos compactos capazes de identificar substâncias biológicas e químicas de forma rápida, barata e sem a necessidade de equipamentos de laboratório.
- Tecnologias de comunicação mais poderosas, onde a informação é compactada em múltiplos estados de luz, com movimentos de torção e rotação, para aumentar a capacidade de dados e a segurança.
- Ferramentas avançadas para biologia e nanotecnologia, que permitem que partículas, células ou moléculas minúsculas sejam movidas e rotacionadas usando apenas a luz.
- Tecnologias quânticas mais robustas, com topologia que ajuda a proteger informações quânticas delicadas contra ruídos e perturbações.
Os pesquisadores afirmam que suas descobertas desafiam ideias antigas sobre o que a luz pode fazer sozinha.
Feixes de luz estruturados com propriedades topológicas projetadas oferecem um meio poderoso para controlar o momento angular de spin (SAM) e a quiralidade óptica, grandezas-chave moldadas pela interação spin-órbita (SOI) na luz.
Essa abordagem oferece novas oportunidades para manipulação óptica ajustável, sensoriamento quiral e processamento de informações fotônicas de alta dimensão.
“Para algo tão familiar, a luz está se revelando muito mais rica, estranha e poderosa do que qualquer um imaginava”, disse o Dr. Forbes.
“E, surpreendentemente, esse novo comportamento sempre esteve presente — apenas esperando para ser descoberto.”
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Bibliografia
Curadoria Técnica e Análise Audiovisual: Conteúdo Bibliográfico e Audiovisual Selecionado e Validado por Dr. Sergio Almeida Loiola – CV Lattes/CNPq.
Revista Light Science & Applications
Topological Control of Chirality and Spin with Structured Light
DOI: 10.1038/s41377-026-02278-6
Escola de Física – Universidade de Witwatersrand – África do Sul
Escola de Química – Universidade de East Anglia – Reino Unido
Análise Audiovisual
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Vídeo 2 Ciência News: Tornado De Luz: Físicos Criam Laser Que Gira Como Um Furacão
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