Luzes para o futuro

"Óptica e fotônica" foi o tema da primeira sessão da FAPESP Week, que teve início nesta segunda-feira (24/10), em Washington, Estados Unidos. Realizada logo após a abertura do simpósio, a sessão reuniu os cientistas Hugo Fragnito e Carlos Lens Cesar, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Paulo Nussenzveig e Vanderlei Bagnato, da Universidade de São Paulo (USP), e Michal Lipson, da Cornell University.

Uma das principais promessas apresentadas no evento é a fabricação de computadores muito mais rápidos do que os atuais. Lipson é professora associada na Escola de Engenharia Elétrica e de Computação em Cornell e estuda há uma década a fotônica do silício, que tem como princípio substituir elétrons por fótons na transmissão de dados. Ou seja, passar da tecnologia elétrica para a fotônica.

"E isso sem precisar incorrer em uma mudança no tipo de circuitos eletrônicos utilizados atualmente. O que queremos é continuar a utilizar o silício, mas para transmissão óptica, que poderá levar a uma velocidade muito maior do que as atuais e oferece um imenso potencial científico e tecnológico", disse.

A cientista, que morou no Brasil até os 19 anos – é filha de Reuven Opher, professor titular do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) – é pioneira no estudo da possibilidade de construção de computadores com componentes fotônicos.

"A fotônica do silício está muito próxima de se tornar realidade em tecnologias disponíveis ao público. Diversas companhias no setor de computação, como Intel e IBM, estão desenvolvendo produtos baseados na combinação de silício e óptica", disse.

Em um campo de pesquisa novo, Lipson destacou a importância ainda maior de se estabelecer cooperação entre grupos localizados em países diferentes. A cientista, que conta com diversos estudantes brasileiros em sua equipe na Universidade Cornell, também colabora ativamente com pesquisadores no Brasil, entre os quais os outros palestrantes na sessão da FAPESP Week da qual fez parte.

A importância da pesquisa colaborativa também foi ressaltada por Nussenzveig, que inclusive estará em 2012 em Cornell no grupo de Lipson. Professor de física experimental no Instituto de Física da USP, Nussenzveig falou em sua palestra sobre o emaranhamento quântico multicolorido.

O emaranhamento quântico é considerado uma base para futuras tecnologias como computação quântica, criptografia quântica e teletransporte quântico. Fenômeno intrínseco da mecânica quântica, o emaranhamento permite que duas ou mais partículas compartilhem suas propriedades mesmo sem qualquer ligação física entre elas.

O grupo liderado por Nussenzveig demonstrou o emaranhamento em três cores de luzes, indicando um caminho para o desenvolvimento de futuras redes quânticas. A pesquisa foi publicada pela revista Science em novembro de 2009.

De acordo com o cientista, o emaranhamento é um recurso quântico essencial para a aceleração do processamento de informação ou de protocolos de comunicação sofisticados.

"Esperamos que redes de informação quântica levem informação de um local a outro por meio de feixes de luzes emaranhados. Nós demonstramos o emaranhamento em três diferentes feixes de luz, em ondas distintas", disse. "A computação quântica oferece grandes promessas para o futuro."

Fragnito é diretor do Centro de Pesquisas em Óptica e Fotônica de Campinas (CePOF, um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP, e coordenador o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Fotônica para Comunicações Ópticas (INCT-CNPq).

O físico fez uma breve descrição do centro que dirige na Unicamp e de algumas das pesquisas ali realizadas, incluindo o desenvolvimento de fibras ópticas de altíssima velocidade na transmissão de dados, fabricação por nanotecnologia de dispositivos semicondutores e o estudo de fenômenos físicos envolvidos na comunicação óptica.

Um dos principais centros de pesquisa na área no mundo – elogiado por Lipson em sua palestra –, no CePOF em Campinas, instalado na Unicamp, são desenvolvidos estudos para a fabricação de novas fibras ópticas feitas com diversos materiais, como plásticos especiais e cristais fotônicos.

Fragnito também ressaltou a relação entre o centro que coordena e a iniciativa privada. O centro, que produziu 25 patentes e gerou dois spin offs, assinou contratos que somam mais de US$ 4 milhões com empresas.

Com relação à produção científica, as pesquisas ali realizadas já resultaram em cerca de 160 teses e mais de 700 artigos publicados com um total superior a 4 mil citações.

Divulgação de resultados

A palestra de Lenz Cesar, professor do Instituto de Física Gleb Wataghin, na Unicamp, foi sobre uma plataforma em microscopia multimodal óptica para o estudo de processos celulares. "Biologia nao ocorre em duas, mas em três dimensões, por isso precisamos entender as estruturas biológicas tridimensionalmente", disse.

O pesquisador falou sobre técnicas avançadas de microscopia para o estudo de células, como em tumores, e também em microrganismos causadores de doenças para o homem, entre os quais o Trypanosoma cruzi, causador da doença de chagas.

Com as técnicas de microscopia estudadas pelo grupo coordenado por Lenz Cesar é possível visualizar e compreender melhor estruturas de modo até então não disponívei. "Nosso objetivo é fazer bioquímica em tempo real no nível celular", disse.

Bagnato, coordenador do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) de São Carlos, falou sobre o fenômeno da turbulência em fluidos quânticos. Pouco conhecido pela ciência, o fenômeno é um dos principais objetos de pesquisa do grupo de Bagnato.

O cientista também ressaltou a importância de se divulgar para a sociedade os resultados dos estudos produzidos em universidades e centros de pesquisa. O CePOF de São Carlos, instalado no campus da USP nessa cidade, é reconhecido pelo importante trabalho de divulgação científica que realiza. "Queremos fazer com a ciência esteja disponível a todos de modo muito instigante", disse.

Realizado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), National Science Foundation (NSF), Ohio State University pelo Woodrow Wilson International Center for Scholars, a FAPESP Week continua em Washington até o dia 26.