Não é nenhum segredo que os componentes usados na nossa tecnologia cotidiana estão cada vez menores. Mas o quão menores eles estão ficando pode surpreendê-lo. No Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), os pesquisadores encontraram uma maneira de aumentar significativamente encolher giroscópios ópticos, os dispositivos usados para medir ou manter a orientação e angular velocidade. Giroscópios simples são encontrado em dispositivos como telefones e comprimidos. No entanto, os giroscópios ópticos de maior qualidade utilizados na navegação ainda são relativamente grandes – um pouco maiores que uma bola de golfe. Eles funcionam muito bem, mas esse formato maior os torna inadequados para uso em determinados dispositivos portáteis.
É aí que os pesquisadores do Caltech entram em ação – já que encontraram uma maneira de reduzir esses giroscópios de última geração a algo menor do que um único grão de arroz. Isto é surpreendentemente 500 vezes menor do que os atuais giroscópios de última geração.
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“Os giroscópios ópticos são um dos tipos mais precisos de giroscópios e são usados em vários sistemas de navegação”, Professor Ali Hajimiri, que trabalhou no projeto, disse ao Digital Trends. “No entanto, um giroscópio óptico normal é muito caro e volumoso. A miniaturização deste tipo de giroscópio pode reduzir seu custo e tamanho e pode potencialmente substituir os giroscópios mecânicos. Os giroscópios ópticos operam com base em um efeito relativístico conhecido como efeito Sagnac, em que o sinal de saída é proporcional ao tamanho do giroscópio. Portanto, reduzir o tamanho do giroscópio afetará diretamente a intensidade do sinal de saída. Em nosso trabalho apresentamos uma técnica que utiliza a reciprocidade de redes passivas para diminuir o nível de ruído, tornando o sinal detectável.”
O efeito Sagnac deve o seu nome ao físico francês Georges Sagnac. Ele calcula a orientação dividindo um feixe de luz em dois e enviando-os em direções separadas. Ao medir as variações nos dois feixes de luz, é possível calcular a rotação e a orientação com alto grau de precisão. Para reduzir o dispositivo, os pesquisadores do Caltech encontraram uma maneira de melhorar a relação sinal-ruído deste sistema, tornando-o mais eficiente.
“Esta demonstração mostra o potencial dos giroscópios ópticos integrados e pode abrir todos os tipos de aplicações que necessitam de baixo custo, giroscópios pequenos e altamente precisos – como dispositivos de jogos, veículos autônomos, wearables, CubeSats e nanosats”, Hajimiri contínuo. “[O] próximo passo é melhorar a sensibilidade e torná-la menor, bem como melhorar as capacidades de integração. Estamos pensando em comercializar nosso dispositivo.”
Pode demorar um pouco para chegar a esse ponto, mas parece que giroscópios menores e mais eficientes estão definitivamente no nosso futuro. Um artigo descrevendo o trabalho foi publicado recentemente na revista Nature Photonics.
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