Físico português a ensinar na Dinamarca quer abrir caminhos para novos dispositivos quânticos

Como é que a luz e a matéria se comportam à escala nanométrica? André Gonçalves, de 34 anos, físico, formado na Universidade do Minho, vai procurar responder a esta pergunta complexa nos próximos cinco anos. Fá-lo-á na Universidade do Sul da Dinamarca, onde desde este mês ensina Física Teórica e Computacional.

O investigador foi distinguido com a bolsa Young Investigator da Fundação Villum, no valor de 9 milhões de coroas dinamarquesas (1,2 milhões de euros).

“Estou entusiasmado por agora voltar à Dinamarca, onde irei liderar uma equipa independente com o objetivo de aprofundar a nossa compreensão sobre as interações luz-matéria à nanoescala, e estudar novas oportunidades para controlá-las de um modo sem precedentes”, adianta.

Embora o foco inicial seja teórico, o físico admite poder abrir caminhos para novos dispositivos quânticos e circuitos optoeletrónicos ultrarrápidos e de alta densidade para uso em várias tecnologias de ponta e em comunicações. Por exemplo, melhorar a atual resolução de espaço-energia-tempo em várias microscopias e espetroscopias, desenvolver sensores biológicos e químicos ultrassensíveis ou estimular aplicações totalmente novas que ainda não conseguimos prever.

“Acredito que a investigação fundamental é um motor de descobertas inovadoras e um pré-requisito para gerar novas tecnologias, que, em última análise, beneficiam toda a sociedade; neste caso, as interações luz-matéria têm um papel central em praticamente todas as áreas científicas e tecnológicas”, sublinha André Gonçalves, a viver em Copenhaga. A sua bolsa Villum Young Investigator irá permitir o recrutamento para o projeto de dois doutorandos e de um pós-doutorando.

A UMinho perguntou-lhe em termos técnicos, o que se prevê fazer? A resposta veio em forma de palavra: “tunelamento”. Isto é, um processo mecânico quântico em que uma partícula passa por uma barreira que, segundo a física clássica, não deveria ser capaz de atravessar.

André Gonçalves quer alavancar o potencial do tunelamento quântico para estudar e controlar interações luz-matéria à verdadeira nanoescala, isto é, na ordem do nanómetro (mil milhões de vezes mais pequeno do que o metro). Para tal, investigará nanoestruturas feitas de novos materiais que suportam polaritões, isto é, quasipartículas híbridas que são parte luz, parte matéria: “Isso permitir-nos-á explorar novos fenómenos optoelectrónicos, desvendar a resposta de vários tipos de nanomateriais que exibem propriedades complexas e melhorar as espectromicroscopias existentes”, adianta.

Natural de Vieira do Minho, André Gonçalves é licenciado em Física pela Escola de Ciências da Universidade do Minho, mestre em Física Teórica pela Universidade do Porto e doutorado em Física pela Universidade Técnica da Dinamarca (DTU). Foi investigador pós-doutorado na Universidade do Sul da Dinamarca e no Instituto de Ciências Fotónicas em Barcelona (ICFO). O seu vasto e risco curriculum inclui também o Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, no Centro de Física da UMinho e UPorto, a Universidade Ludwig Maximilian de Munique (Alemanha), o prestigiado MIT – Massachusetts Institute of Technology (MIT) e, nos últimos anos também, o ICFO (Espanha).

André Gonçalves soma prémios pela UMinho, Fundação Gulbenkian, DTU, Springer Nature e Sociedade Europeia de Física, além de dois livros publicados e 35 artigos em revistas científicas internacionais.