Cientistas descobrem forma de controlar elétrons sem ímãs
Um avanço significativo na física pode transformar o futuro da computação ao explorar propriedades ainda não utilizadas da matéria. Pesquisadores demonstraram que vibrações atômicas, conhecidas como fonons quirais, podem transferir movimento diretamente para elétrons, permitindo que estes transportem informações sem a necessidade de ímãs, baterias ou eletricidade. Essa descoberta abre caminho para um novo campo chamado orbitrônica, que utiliza o movimento orbital dos elétrons para processar dados.
Avanço na física e suas implicações para a computação
A crescente demanda por processamento de dados tem levado cientistas a investigar o mundo quântico em busca de soluções mais eficientes. A orbitrônica, que se concentra no uso do momento angular orbital dos elétrons, representa uma alternativa promissora em relação aos métodos tradicionais que dependem de materiais magnéticos. A nova abordagem, baseada em fonons quirais, simplifica a geração desse movimento orbital, permitindo o uso de materiais mais abundantes e acessíveis.
Chiral Phonons: uma nova abordagem para a geração de movimento orbital
Pesquisadores conseguiram demonstrar pela primeira vez que fonons quirais podem transferir momento angular orbital para elétrons em materiais não magnéticos. Essa descoberta elimina uma limitação significativa que impedia o avanço da orbitrônica. Segundo Dali Sun, físico da Universidade Estadual da Carolina do Norte, essa nova técnica não requer a injeção de corrente elétrica em metais de transição, que são considerados materiais críticos. A pesquisa foi publicada na revista Nature Physics.
Entendendo a quiralidade e o movimento atômico
A quiralidade refere-se à disposição dos átomos em uma estrutura que não pode ser sobreposta à sua imagem espelhada. Materiais como o quartzo possuem uma organização espiral, que resulta em um movimento circular ou espiral dos átomos. Em contraste com materiais simétricos, onde a vibração é lateral, os materiais quirais permitem que os átomos se movam em padrões circulares, facilitando a transferência de momento angular para os elétrons.
Efeitos magnéticos ocultos em materiais como o quartzo
O quartzo, além de ser leve e acessível, apresenta vantagens inesperadas devido aos seus fonons quirais, que geram efeitos magnéticos internos. Cientistas da Universidade de Utah mediram pela primeira vez essa magnetização no quartzo, utilizando equipamentos especializados no National High Magnetic Field Lab, na Flórida. Através de lasers, foi possível observar como a luz refletida mudava em cor e comprimento de onda, confirmando que os fonons quirais no quartzo produzem um efeito magnético significativo.
As descobertas recentes sobre fonons quirais e sua aplicação na orbitrônica podem revolucionar a forma como os dados são processados e armazenados, oferecendo uma alternativa viável e eficiente aos métodos tradicionais. O avanço na compreensão da quiralidade e do movimento atômico abre novas possibilidades para o desenvolvimento de tecnologias futuras.
Fonte: sciencedaily.com
