Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Irvine, identificaram uma forma anteriormente inesperada de matéria quântica. Segundo a equipe, essa condição resulta em um material especialmente projetado que poderá um dia suportar computadores e tecnologias autocarregáveis capazes de operar no ambiente hostil do espaço profundo.
Lewis A., professor de física e astronomia na UC Irvine e autor correspondente do novo “Esta é uma nova fase da matéria, a forma como a água pode existir como líquido, gelo ou vapor”, disse Jauregui. Carta de revisão física. “Isso só foi previsto teoricamente – ninguém mediu até agora.”
Comportamento do elétron externo e estrutura do exciton
Nesta fase, elétrons e “buracos” carregados positivamente se combinam para formar uma mistura semelhante a um líquido que forma estruturas incomuns conhecidas como excitons. O que torna esta descoberta particularmente interessante é que os electrões e os buracos giram na mesma direcção. “É uma novidade”, disse Jauregui. “Se pudéssemos segurá-lo em nossas mãos, ele emitiria uma luz brilhante e de alta frequência.”
O fenômeno foi encontrado em material produzido na UC Irvine pelo pesquisador de pós-doutorado Jinyu Liu, primeiro autor do estudo. O grupo de Jauregui descobriu a fase no Laboratório Nacional de Los Alamos (LANL), no Novo México, enquanto estudava o material sob condições magnéticas intensas.
Campos magnéticos são novos gatilhos de fase quântica
A criação deste estado quântico requer a exposição do material a um campo magnético de até 70 teslas (em comparação, o campo magnético de um ímã de geladeira forte é de cerca de 0,1 teslas). A equipe se refere ao material como pentatelureto de háfnio.
À medida que o campo magnético aumentou, os pesquisadores observaram uma queda acentuada na condutividade elétrica do material. Jauregui explicou que esta mudança repentina indica que o sistema fez a transição para um estado de exciton externo. “Esta descoberta é importante porque fornece um novo caminho para tecnologias de eficiência energética, como a eletrônica baseada em spin ou dispositivos quânticos que permitem que os sinais sejam transportados por spins em vez de cargas elétricas.”
Propriedades resistentes à radiação para sondas espaciais
Este material quântico recentemente observado não é afetado pela radiação, uma propriedade que o distingue de muitos materiais usados nos dispositivos eletrônicos atuais. A equipe acredita que isso pode ser importante para aplicações espaciais.
“Isso poderia ser útil para missões espaciais”, disse Jauregui. “Se você quer computadores no espaço que durem, esta é uma maneira de fazer isso acontecer.”
Empresas como a SpaceX estão trabalhando em futuras missões humanas a Marte, e qualquer voo espacial de longa duração precisará de eletrônicos que possam lidar com a exposição contínua à radiação.
“Ainda não sabemos que possibilidades isso abrirá”, disse Jauregui.
O material foi sintetizado, caracterizado e sintetizado em dispositivos testáveis por Jinyu Liu com a ajuda dos estudantes de pós-graduação Robert Welser e Timothy McSorley e do pesquisador graduado Triet Ho. A modelagem teórica e a interpretação foram contribuídas por Shizheng Lin, Varsha Subrahmanyan e Avadh Saxena da LANL. Laurel Winter e Michael T. do LANL no Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético na Flórida. Experimentos de alto campo magnético foram realizados com a ajuda de Pettis e David Graf.
