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Ondas Não Difrativas e Frozen Waves

Processo: 19/12329-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
Vigência: 15 de julho de 2019 - 14 de julho de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica
Pesquisador responsável:Hugo Enrique Hernández Figueroa
Beneficiário:Hugo Enrique Hernández Figueroa
Pesquisador visitante: Erasmo Recami
Inst. do pesquisador visitante: Università degli studi di Bergamo (Unibg), Itália
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/24517-8 - Fotônica para internet de nova geração, AP.TEM
Assunto(s):Óptica 

Resumo

É conhecido que as Ondas Localizadas (LW), ou Ondas Non Difrativas (NDW), são feixes ou pulsos resistentes à difração por longas distâncias: ou no vácuo, ou em meios dispersivos e com perdas. Hoje, sabemos [com referência ao Grupo de pesquisa constituido pelos Professores Hugo E.Hernández Figueroa (o Docente responsável) e Michel Zamboni Rached, e pelo Visitante proposto Prof.Recami; e colaboradores] obter soluções resistindo difração, disperção e atenuação. Tais soluçoes das equações de onda (p.ex., das equações de Maxwell) foram por nós construidas teoricamente (com oportunas superposições de feixes de Bessel), e logo depois experimentalmente. De fato, existem Feixes e Pulsos Localizados, que se propagam numa única direção, quase sem deformação, nos setores Electromagnético (óptica, micro-ondas,...) e Acústico: Ou seja, soluções "tipo-sóliton" existem também para equações lineares como as equações de onda. Elas se auto-recostroem após obstáculos com dimenções menores do que as DA ANTENA. Anos recentes foram por nos dedicados na geração teórica e experimental de "Frozen Waves" (FW), onde as FWs são feixes não difrativos modelados espacialmente (e com envelope estático). FWs ópticas foram produzidas experimentalmente pela primeira vez no mundo, em 2012, no Brasil, confirmando a nossa teoria. Um dos nossos desejos atuais é continuar explorando as aplicações de FWs pela construção de antenas de microondas [uma Patente já foi solicidada], e em áreas como (novos tipos de) pinças ópticas ou acústicas, etc.; sem esquecer a medicina [uma Patente já foi concedida em 2013 pelos EUA]. A geração experimental de tais FWs em óptica foi obtida via holografia (e um Modulador Espacial de Luz). Um fato importante e' que a FWs permitem construir ``pedacos de luz paradas", e juntar varios deles construendo teorica e esperimentalmente ``LEGO-type beams" das muitas aplicacoes [Phys.Rev.Applied, 2018]. O PRIMEIRO OBJETIVO deste Projeto e' o seguinte -- Os Profs. Hugo e Michel, juntos ao Recami, editaram dois Livros de cerca de 500 paginas: ``Localized Waves", 2008, J.Wiley (ed. by Hugo, Michel, Recami), e ``Non-Diffracting Waves", J.Wiley, 2014 (ed. by Hugo, Recami, Michel); que sao as unicas colecoes existentes de artigos sobre o nosso topico, nas quais nos pudemos escrever somente (longos) capitulos introdutorios. Em 2018 obtivemos porem a aceitacao, por outro publisher internacional (Taylor & Francis), de um inteiro Livro escrito por nos mesmos sobre Non-Diffracting Waves and Frozen Waves, and Applications. Oprincipal objetivo e' a preparacao em comun desse Livro: o que pode ser efetuado somente colaborando juntos, e nao de longe. Informacoes acerca deste Libro estao num Documento especifico.Outro objetivo è estudar como superpor feixes de Bessel, esta vez evanescentes, para obter surprendentes localizações abaixo do comprimento de onda. Neste caso, são esperadas aplicaçoes micro- e nano-tecnológicas (mais do que biofisicas). No setor das ondas evanescentes o Visitante tem uma longa experiencia, iniciada em 1990 junto com o Docente Responsável Prof.Hugo. Ulteriores objetivos sao continuar: d) construindo "LEGO-type beams", p.ex. com FWs ``dinamicas"; e) estudando transmissao de FWs atravez de materias estratificados; f) controlando o momento angular orbital de non-diffracting beams ao longo da propagacao; g) estudando solucoes ``soliton-like" das eqs de Shroedinger, e de Einstein; h) mais aplicacoes. Ulteriores atividades (tambem didáticas): Continuar a participação do Visitante em várias atividades didáticas, educacionais, e co-orientações. Obs: o presente Projeto está vinculado ao Projeto Tematico ``Fotonica para Internet de nova gera\c{c}\~{a}o", do Prof. Hugo, FAPESP numero 2015/24517-8 [Main Project], e aos projetos adicionais dos Mestrandos Tcharllys Viana de Sousa, e Jéssica Nobre Pereira. (AU)