Estudo revela novo estado eletrônico da matéria

Uma pesquisa, publicada na revista Science em 14 de fevereiro, liderada por professores do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Pittsburgh, informa sobre a descoberta de um novo estado eletrônico da matéria.

Jeremy Levy, professor de física de matéria condensada, e Patrick Irvin, professor associado de pesquisa, são coautores do artigo “Série de condutância Pascal em canais balísticos unidimensionais LaAIO3/ SrTiO3”. A pesquisa se concentra em medições realizadas em condutores unidimensionais, onde os elétrons viajam sem se espalhar em grupos de dois ou mais de uma vez, se movendo todos juntos.

“Normalmente, elétrons em semicondutores ou metais se movem e se dispersam e, eventualmente, flutuam em uma direção se você aplicar uma tensão. Mas em condutores balísticos, os elétrons se movem mais como carros em uma rodovia. A vantagem disso é que eles não emitem calor e podem ser usados de maneiras diferentes da eletrônica comum. Pesquisadores antes de nós conseguiram criar esse tipo de condutor balístico”, explicou Levy.

“A descoberta que fizemos mostra que quando os elétrons podem ser feitos para atrair um ao outro, eles formam grupos de dois, três, quatro e cinco elétrons que literalmente se comportam como novos tipos de partículas, novas formas de matéria eletrônica”, completa.

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Levy comparou a descoberta à maneira como os quarks se unem para formar nêutrons e prótons. Uma pista importante para descobrir a nova questão foi reconhecer que esses condutores balísticos correspondiam a uma sequência dentro do triângulo de Pascal.

Triângulo de Pascal – Foto: (Nobre, 2018)

“Se você olhar em diferentes direções do Triângulo de Pascal, poderá ver vários padrões numéricos diferentes, e um deles era um, três, seis, dez, 15, 21. Essa é uma sequência que observamos em nossos dados, tornando-se uma pista desafiadora. A descoberta levou algum tempo para ser entendida, mas porque inicialmente não percebemos que estávamos olhando para partículas compostas de um elétron, dois elétrons, três elétrons e assim por diante. Se você combinar tudo isso juntos você obtém a sequência de um, três, seis e dez”.

Levy, que também é diretor do Pittsburgh Quantum Institute, observou que as novas partículas apresentam propriedades relacionadas ao entrelaçamento quântico, que podem ser potencialmente usadas para computação quântica e redistribuição quântica.

Ele disse que a descoberta é um avanço emocionante para o próximo estágio de física quântica. “Esta pesquisa se enquadra em um esforço maior aqui em Pittsburgh para desenvolver novas ciências e tecnologias relacionadas à segunda revolução quântica”, disse Levy.

E completa: “Na primeira revolução quântica, as pessoas descobriram que o mundo ao seu redor era governado fundamentalmente por leis da física quântica. Essa descoberta levou a um entendimento da tabela periódica, como os materiais se comportam e ajudaram no desenvolvimento de transistores, computadores, scanners de ressonância magnética e tecnologia da informação”.

“Agora, no século XXI, examinamos todas as previsões estranhas da física quântica, transformando-as e usando-as. Quando você fala sobre aplicativos, estamos pensando em computação quântica, teletransporte quântico, comunicações quânticas, sensor quântico – ideias que usam propriedades da natureza quântica da matéria que antes eram ignoradas”, finaliza.

Via: Phys

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