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Uma equipe internacional liderada pela Universidade de Lancaster descobriu como os elétrons podem deslizar rapidamente para frente e para trás em uma superfície quântica quando impulsionados por forças externas.
A pesquisa, publicada na Revisão Física Bpermitiu a visualização do movimento de elétrons no hélio líquido pela primeira vez.
Os experimentos, realizados em Riken, no Japão, por Kostyantyn Nasyedkin (agora no Oak Ridge National Laboratory, EUA) no laboratório de Kimitoshi Kono (agora em Taiwan na Yang Ming Chiao Tung University) detectou oscilações incomuns cujas frequências variaram no tempo. Embora não estivesse claro como os elétrons se moviam na escuridão e no frio extremo no fundo do criostato, era evidente que as variações de tempo eram muito parecidas com as observadas nos sistemas vivos.
O professor Kono disse: “Em temperaturas muito baixas, a superfície do hélio líquido é um lugar excepcionalmente escorregadio. Coisas interessantes acontecem lá, e é importante por causa do potencial da computação quântica usando elétrons na superfície do hélio.
“Esses elétrons se movem com muita facilidade porque, com uma superfície escorregadia abaixo e um vácuo acima, não há nada para retardá-los.”
Os dados de Riken foram analisados na Universidade de Lancaster usando métodos desenvolvidos pela professora Aneta Stefanovska e seu grupo, principalmente para aplicações biológicas. A estudante de doutorado de Lancaster, Hala Siddiq (agora na Universidade de Jazan, na Arábia Saudita), aplicou esses métodos. Ela e seu supervisor principal, o professor Stefanovska, interpretaram os resultados em colaboração com a equipe de Riken e os especialistas de Lancaster em física de baixa temperatura, Dmitry Zmeev, Yuri Pashkin e Peter McClintock.
O trabalho permitiu que o movimento dos elétrons fosse visualizado, mostrando como eles deslizam em padrões de movimento parcialmente circulares e parcialmente radiais no vácuo acima da superfície do líquido. Uma complicação adicional revelada pela análise de Siddiq é que a própria superfície está se movendo suavemente em movimento vertical para cima e para baixo. Além disso, seus resultados indicam uma combinação de dinâmica quântica e clássica.
O professor Stefanovska disse: “A apreciação desses recursos será importante para aplicações práticas em amplas áreas da física, ciências da vida e até sociologia. Ou seja, eles fornecem um exemplo paradigmático para a física de sistemas não isolados e para a matemática de sistemas não isolados. sistemas autônomos. Além disso, o modelo experimental pode ser usado para estudar propriedades de sistemas vivos e sistemas técnicos ou sociais semelhantes, de uma forma muito controlada.”
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