Física

26/03/2013

Sensor magnético traduz efeitos quânticos em vibrações

Menor sensor do mundo quântico

As nanobalanças, capazes de pesar moléculas individuais, já estão por aí há algum tempo.

Recentemente, pesquisadores chineses propuseram construir a balança mais precisa do mundo, capaz de medir um zeptograma.

Marc Ganzhorn e seus colegas do Instituto Tecnológico Karlsruhe, na Alemanha, no entanto, queriam um sensor mais versátil.

Para isso, Ganzhorn inseriu um átomo metálico em uma molécula orgânica, dando-lhe um spin magnético, e colocou tudo sobre um nanotubo de carbono, montado sobre dois eletrodos metálicos, distantes 1 micrômetro um do outro.

O resultado foi muito mais radical do que esperado, criando um sensor inédito, capaz de traduzir os efeitos quânticos em vibrações mecânicas diretamente mensuráveis.

Isso tornou o sensor capaz de fazer uma série de medições - além das vibrações, ele pode medir massa e campos magnéticos muito tênues, em regime molecular.

Qubit ou memória quântica

No uso típico proposto pelos pesquisadores, o campo magnético de um único átomo induz uma alteração no spin do átomo metálico preso na molécula do sensor, fazendo-o alternar entre paralelo ou antiparalelo ao campo magnético que se quer medir.

Essa mudança no spin gera alterações na molécula que são transmitidas para o nanotubo na forma de vibrações.

Essas vibrações, por sua vez, induzem alterações nas distâncias atômicas no nanotubo, que podem ser detectadas por sua condutância elétrica, medida a partir dos dois eletrodos.

Essa forte conexão entre um spin magnético de um único átomo e as vibrações mecânicas, abre uma série de possíveis aplicações, que vão além dos experimentos quânticos, ou seja, na faixa de energias discretas e efeitos túnel.

A possibilidade mais promissora, segundo os pesquisadores, está na exploração dos efeitos quânticos para aplicações em escala macroscópica, eventualmente ajudando a esclarecer os limites da mecânica quântica - se é que ela os tem.

Além disso, o aparato tem tudo o que é necessário para definir um qubit, um bit dos computadores quânticos, com o spin do átomo metálico podendo ser usado tanto para cálculos, quanto como memória.

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Esta notícia foi publicada em 25/03/2013 no site http://www.inovacaotecnologica.com.br. Todas as informações contidas são responsabilidade do autor.