Prêmio Nobel 2014 é dividido entre tres Japoneses

Foram divulgados os vencedores do Nobel de Física 2014. Dividem o prêmio os cientistas japoneses
Samu Akasaki,
Hiroshi Amano,
Shuji Nakamura.
Eles são os inventores do LED(1) azul que, segundo a Real Academia de Ciências da Suécia, "permitiu a construção de fontes de luz branca de baixo consumo de energia".
Em documento oficial, a Real Academia de Ciências destaca que as lâmpadas LED vão iluminar o mundo no século 21. E compara, na ilustração abaixo, a eficiência das diversas lâmpadas ao longo da nossa história. vejam foto logo abaixo.

Note que as lamparinas a óleo tinham eficiência de apenas 0,1 lm/W (lê-se lúmen(2) por watt de potência consumida). As lâmpadas incandescentes, que produziam luz a partir de um filamento aquecido, revolucionaram a nossa maneira de iluminar o mundo ao nosso redor durante o século 19 e tinham eficiência de 16 lm/W. As fontes de luz fluorescentes, que produzem luz a partir da excitação quântica de um gás, foram as grandes estrelas no século passado e ainda hoje são bastante utilizadas, com eficiência de 70 lm/W. Mas as promissoras lâmpadas de LED bateram recentemente o recorde de eficiência com 300 lm/W, conseguindo entregar muito mais luminosidade a partir de um consumo bem menor. Esse tipo de fonte de luz, super eficiente, pode ser alimentada até por pequenas baterias carregadas a partir de diminutas placas que aproveitam a energia solar.
Mas a final o que é LED azul?
(1) LED é a sigla em inglês para Light Emitting Diode ou Diodo Emissor de Luz.
(2) Um lúmen é definido como o fluxo luminoso dentro de um cone de 1 esferorradiano emitido por uma fonte luminosa pontual com intensidade de 1 candela. É uma unidade padrão do S.I. - Sistema Internacional de Unidades.
(3) Desde os antigos monitores de tubos (de raios catódicos) usados nas primeiras TV em cores e, mais recentemente, nos computadores, as diversas cores da tela são produzidas a partir do sitema RGB. Provavelmente, na tela do seu computador, smartphone ou tablet, também impera essa ideia para a exibição de cores. O sistema RGB é, sem dúvida, o mais usado até hoje, em especial nas telas.
Qual a importância do LED azul?
Já existiam, há muito tempo, os LEDs vermelho e verde. Mas ninguém conseguia produzir luz azul a partir de um LED. E você deve estar se perguntando: "E daí? Era tão importante assim a existência do LED azul?". E a resposta é positiva. Explico tudo logo abaixo.
Sabemos, a partir dos trabalhos originais de Isaac Newton (1643-1727), que a luz branca é composta pela sobreposição da radiação eletromagnética de todas as cores visíveis, do vermelho ao violeta (confira post aqui). Foi Newton quem, a partir de um prisma triangular de vidro, separou as sete faixas de cores da luz branca solar (vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta). E depois, com um segundo prisma, juntou as cores separadas para reconstituir a luz branca, comprovando a sua real composição.
Thomas Young (1773-1829) e Hermann von Helmholtz (1821-1894) estudaram a visão tricromática, com base nas cores Red (vermelho), Green (verde) e Blue (azul). Nasceu assim o sistema RGB(3) no qual podemos obter as diversas cores visíveis projetando e sobrepondo luz branca que atravessou filtros vermelhos, verdes e azuis. Em outras palavras, somando diferentes níveis de vermelho, verde e azul, conseguimos obter outros tons. A ideia básica está ilustrada abaixo.

 

Como já existiam os LEDs vermelho e verde, faltava o azul para conseguirmos obter a luz branca pelo sistema RGB. Não se esqueça de que luz branca é aquela que é constituída por todas as outras cores ou, no sistema RGB, pela combinação dos três canais: vermelho (R), verde (G) e azul (B). Vejamos:
Com o urgimento do LED azul, criado com sucesso no início dos anos 90 por Akasaki, Amano e Nakamura, foi possível construir fontes de luz "programáveis", capazes de emitir vermelho, verde e azul separados e também combinações desses canais em diversas gradações para produzir outras cores e até a luz branca, muito importante para simular a iluminação solar natural. Entendeu a real importância do LED azul?