No experimento realizado por Rodrigo Berté, posdoc na Universidade Ludwig-Maximilians, em Munique, Alemanha, pulsos ultra-curtos de raio laser atingiam uma partícula de ouro com apenas alguns nanômetros de comprimento sobre uma superfície de vidro. A nanopartícula em forma de barra passava então a vibrar, produzindo ondas mecânicas que se propagavam pela superfície como as ondas de um minúsculo terremoto até alcançarem outra nanopartícula em forma de disco. Berté e seus colegas da Universidade de Buenos Aires, Argentina, e do Imperial College de Londres, Reino Unido, conseguiram medir as principais propriedades dessas ondas mecânicas ao observarem como as ondas alteravam as propriedades ópticas da nanopartícula em forma de disco. Os pesquisadores acreditam que seus resultados possam ser aplicados futuramente na detecção de fadigas e outras propriedades mecânicas de nanomateriais bidimensionais.
Nanoestruturas metálicas como as partículas de ouro são muito interessantes conseguem confinar radiação em espaços bem menores que as lentes, Berté explica no vídeo abaixo. A radiação é confinada pela geração de ondas híbridas de luz e matéria chamadas de plasmon poláritons. O decaimento dos plasmons poláritons induz vibrações mecânicas na nanopartícula e no substrato à sua volta. Essas vibrações alcançam a outra nanopartícula, a também a fazendo vibrar. Essas vibrações, entretanto, influenciam a capacidade da nanopartícula de gerar plasmons poláritons quando atingida por um segundo feixe curto de laser. Foi observando a geração de plasmons poláritons pela segunda nanopartícula que Berté e seus colegas conseguiram deduzir as propriedades das ondas mecânicas tais como a sua frequência e o decaimento de sua amplitude com o tempo.
O trabalho publicado dia 20 de dezembro na Physical Review Letters foi realizado com apoio da bolsa do Programa Ciência Sem Fronteiras, da CAPES.
Artigo Científico
Acoustic Far-Field Hypersonic Surface Wave Detection with Single Plasmonic Nanoantennas
Rodrigo Berte, Fabricio Della Picca, Martín Poblet, Yi Li, Emiliano Cortés, Richard V. Craster, Stefan A. Maier, e Andrea V. Bragas
Physical Review Letters 121, 253902 (2018)
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