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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  Fotônica  Feixes não difrativos  Intercâmbio de pesquisadores 

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 constituído 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, dispersão e atenuação. Tais soluções das equações de onda (p.ex., das equações de Maxwell) foram por nós construídas 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-reconstroem após obstáculos com dimensões 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 vários deles construindo teórica e experimentalmente "LEGO-type beams" das muitas aplicacoes [Phys.Rev.Applied, 2018]. O primeiro objetivo deste Projeto é 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 únicas coleções existentes de artigos sobre o nosso tópico, nas quais nos pudemos escrever somente (longos) capítulos introdutórios. Em 2018 obtivemos porém a aceitação, por outro publisher internacional (Taylor & Francis), de um inteiro Livro escrito por nós mesmos sobre Non-Diffracting Waves and Frozen Waves, and Applications. Oprincipal objetivo é a preparação em comun desse Livro: o que pode ser efetuado somente colaborando juntos, e nao de longe. Informações acerca deste livro estão num documento específico. Outro objetivo é estudar como superpor feixes de Bessel, esta vez evanescentes, para obter surpreendentes localizações abaixo do comprimento de onda. Neste caso, são esperadas aplicações micro- e nano-tecnológicas (mais do que biofísicas). No setor das ondas evanescentes o visitante tem uma longa experiência, iniciada em 1990 junto com o Docente Responsável Prof.Hugo. Outros objetivos são continuar: d) construindo "LEGO-type beams", p.ex. com FWs “dinamicas"; e) estudando transmissão de FWs através de materiais estratificados; f) controlando o momento angular orbital de non-diffracting beams ao longo da propagação; g) estudando soluções “soliton-like" das eqs de Shroedinger, e de Einstein; h) mais aplicações. Outras atividades (também didáticas): continuar a participação do visitante em várias atividades didáticas, educacionais, e co-orientações. Obs: o presente projeto está vinculado ao Projeto Tematico “Fotônica para Internet de nova geração", 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)