O físico português André Gonçalves, distinguido com a prestigiada bolsa Young Investigator da Fundação Villum, irá investigar nos próximos cinco anos, na Dinamarca, as complexas interações entre a luz e a matéria à escala nanométrica.
A bolsa, no valor de 9 milhões de coroas dinamarquesas (aproximadamente 1,2 milhões de euros), permitirá ao investigador aprofundar o entendimento sobre este fenómeno, que ocorre a uma escala extremamente reduzida, da ordem do nanómetro – ou seja, mil milhões de vezes menor que o metro.
Natural de Vieira do Minho e com 34 anos, André Gonçalves possui uma vasta formação académica, tendo iniciado o seu percurso na Universidade do Minho, onde se licenciou em Física pela Escola de Ciências. Prosseguiu os seus estudos com um mestrado em Física Teórica pela Universidade do Porto e doutoramento em Física pela Universidade Técnica da Dinamarca (DTU).
A sua experiência internacional inclui um pós-doutoramento na Universidade do Sul da Dinamarca e no Instituto de Ciências Fotónicas (ICFO), em Barcelona, além de passagens por instituições como a Universidade Ludwig Maximilian de Munique (Alemanha) e o prestigiado MIT (Massachusetts Institute of Technology). Actualmente, é professor de Física Teórica e Computacional na Universidade do Sul da Dinamarca.
Ao longo da sua carreira, Gonçalves tem sido reconhecido com vários prémios, incluindo distinções da UMinho, Fundação Gulbenkian, DTU, Springer Nature e da Sociedade Europeia de Física. A sua produção científica inclui dois livros e 35 artigos em revistas internacionais especializadas.
De volta à Dinamarca para liderar uma equipa de investigação
Recordando a sua formação na Universidade do Minho, André Gonçalves revela-se grato pela experiência inicial. “Guardo boas memórias da UMinho, onde dei os primeiros passos na investigação sob a orientação do professor Nuno Peres”, afirma. Com grande entusiasmo, o físico regressa agora à Dinamarca, onde irá liderar uma equipa independente focada no estudo das interações luz-matéria à nanoescala. “O nosso objetivo é aprofundar a compreensão sobre este fenómeno e explorar novas formas de controlar essas interações de uma maneira inovadora e sem precedentes”, explica.
Embora o foco inicial da investigação seja teórico, Gonçalves acredita que os resultados podem abrir portas para o desenvolvimento de novos dispositivos quânticos e circuitos optoeletrónicos ultrarrápidos. Estes dispositivos poderiam ser aplicados em diversas tecnologias avançadas, como microscopia de alta resolução, sensores biológicos e químicos ultrassensíveis, ou até gerar novas aplicações ainda inimagináveis.
A importância da investigação fundamental
Gonçalves vê a investigação científica como um motor de inovação. “A investigação fundamental é um pilar para o desenvolvimento de novas tecnologias que beneficiam a sociedade. As interações luz-matéria são essenciais para áreas científicas e tecnológicas fundamentais, e têm um impacto profundo em muitas das inovações do futuro”, sublinha o investigador, que atualmente vive em Copenhaga. A bolsa Villum Young Investigator permitirá também o recrutamento de dois doutorandos e um pós-doutorando para o seu projeto.
O que está por trás do tunelamento quântico
No plano técnico, o conceito-chave da investigação será o "tunelamento quântico". Trata-se de um fenómeno no qual uma partícula ultrapassa uma barreira que, segundo a física clássica, não deveria conseguir atravessar. O objetivo de Gonçalves é explorar o potencial deste processo quântico para controlar as interações luz-matéria à verdadeira nanoescala, ou seja, a uma escala que é um milhar de vezes mais pequena que um milímetro.
A investigação irá centrar-se em nanoestruturas compostas por novos materiais que podem suportar polaritões — quasipartículas híbridas, resultantes da combinação de luz e matéria. Este estudo permitirá à equipa de Gonçalves explorar novos fenómenos optoelectrónicos, investigar a resposta de diversos tipos de nanomateriais com propriedades complexas e aprimorar as espectromicroscopias já existentes. “Vamos investigar novas fronteiras na óptica e no controlo de materiais à nanoescala, algo que pode ter implicações profundas em várias tecnologias de ponta”, conclui.