Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia Technion, em Israel, desenvolveu pela primeira vez um modelo físico abrangente capaz de explicar como as propriedades de um material luminescente determinam as características fundamentais da luz que ele emite em função da temperatura. O resultado é uma equação geral que permite não apenas prever, mas projetar o tipo de luz produzida por diferentes materiais.
A pesquisa abre perspectivas concretas para uma nova geração de fontes luminosas, sensores ópticos e sistemas fotônicos. O trabalho foi liderado pelo mestrando Tomer Bar-Lev e pelo professor Carmel Rotschild, da Faculdade de Engenharia Mecânica e do Instituto Russell Berrie de Nanotecnologia do Technion.
O estudo foi publicado na revista científica Optica, um dos principais periódicos internacionais de óptica e fotônica. O fenômeno central investigado é a fotoluminescência — o processo pelo qual um material absorve fótons e os reemite com características distintas.
Esse mecanismo está na base de tecnologias amplamente utilizadas, como iluminação por LED e sensores ópticos. O que os pesquisadores demonstraram é que leis físicas formuladas há mais de um século têm um alcance muito mais amplo do que se supunha.
A base histórica do trabalho remonta a dois físicos alemães. Gustav Kirchhoff (1824–1887) foi o primeiro a demonstrar que as propriedades de absorção e emissão de um material em equilíbrio termodinâmico devem ser idênticas — princípio conhecido como lei de Kirchhoff. Décadas depois, Max Planck (1858–1947) demonstrou que um corpo em equilíbrio emite radiação de acordo com sua temperatura e propriedades materiais, inaugurando a física quântica.
O novo modelo do Technion expande essas relações para além da radiação térmica, generalizando a conexão entre matéria e radiação em situações fora do equilíbrio. O modelo descreve como o aumento da temperatura transforma progressivamente a luz emitida: de uma emissão estreita e bem definida, como a de um LED, para uma radiação ampla e multicolorida, semelhante à luz solar.
Segundo o professor Rotschild, o modelo fornece uma base ampla para compreender as propriedades da luz e para projetar fontes de radiação com as características materiais desejadas, oferecendo um novo arcabouço físico para as fontes de luz da próxima geração. Em vez de descobrir propriedades da luz por tentativa e erro, engenheiros poderão usar a equação geral para desenhar materiais com comportamento luminoso específico desde o início do projeto.
As aplicações previstas abrangem dispositivos ópticos avançados, tecnologias de comunicação e sensoriamento de precisão. O trabalho também aponta para usos em resfriamento óptico e gerenciamento térmico — área de relevância crescente em sistemas eletrônicos de alta densidade e em satélites.
O artigo, assinado por Tomer Bar-Lev e Carmel Rotschild, foi publicado na Optica com o título ‘Temperature-dependent evolution of coherence, entropy, and photon statistics in photoluminescence’, identificado pelo DOI 10.1364/optica.579893. A pesquisa foi realizada com suporte do Technion — Israel Institute of Technology.
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