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O futuro da eletrônica será baseado em novos tipos de materiais. Às vezes, no entanto, a topologia natural dos átomos dificulta a criação de novos efeitos físicos. Para resolver esse problema, pesquisadores da Universidade de Zurique já projetaram com sucesso supercondutores, um átomo de cada vez, criando novos estados da matéria.
Como será o computador do futuro? Como vai funcionar? A busca por respostas a essas perguntas é um dos principais impulsionadores da pesquisa física básica. Existem vários cenários possíveis, desde o desenvolvimento da eletrônica clássica até a computação neuromórfica e computadores quânticos. O elemento comum em todas essas abordagens é que elas se baseiam em novos efeitos físicos, alguns dos quais até agora só foram previstos em teoria. Os pesquisadores não medem esforços e usam equipamentos de última geração em sua busca por novos materiais quânticos que lhes permitam criar tais efeitos. Mas e se não houver materiais adequados que ocorram naturalmente?
Nova abordagem para supercondutividade
Em um estudo recente publicado na física da natureza, o grupo de pesquisa do professor Titus Neupert da UZH, trabalhando em estreita colaboração com físicos do Instituto Max Planck de Física de Microestruturas em Halle (Alemanha), apresentou uma possível solução. Os pesquisadores fizeram eles mesmos os materiais necessários – um átomo de cada vez. Eles estão se concentrando em novos tipos de supercondutores, que são particularmente interessantes porque oferecem resistência elétrica zero em baixas temperaturas. Às vezes chamados de “diamagnetos ideais”, os supercondutores são usados em muitos computadores quânticos devido às suas extraordinárias interações com campos magnéticos. Os físicos teóricos passaram anos pesquisando e prevendo vários estados supercondutores. “No entanto, até agora apenas um pequeno número foi demonstrado de forma conclusiva em materiais”, diz o professor Neupert.
Dois novos tipos de supercondutividade
Em sua empolgante colaboração, os pesquisadores do UZH previram em teoria como os átomos deveriam ser organizados para criar uma nova fase supercondutora, e a equipe na Alemanha conduziu experimentos para implementar a topologia relevante. Usando um microscópio de tunelamento, eles moveram e depositaram os átomos no lugar certo com precisão atômica. O mesmo método também foi usado para medir as propriedades magnéticas e supercondutoras do sistema. Ao depositar átomos de cromo na superfície do nióbio supercondutor, os pesquisadores conseguiram criar dois novos tipos de supercondutividade. Métodos semelhantes já haviam sido usados para manipular átomos e moléculas de metal, mas até agora nunca foi possível fazer supercondutores bidimensionais com essa abordagem.
Os resultados não apenas confirmam as previsões teóricas dos físicos, mas também dão a eles motivos para especular sobre que outros novos estados da matéria podem ser criados dessa maneira e como eles podem ser usados nos computadores quânticos do futuro.
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