Tecnologia de iluminação revolucionária: Novos caminhos na pesquisa de materiais descobertos!

Tecnologia de iluminação revolucionária: Novos caminhos na pesquisa de materiais descobertos!

Uma equipe de físicos da Universidade de Konstanz, liderada por Davide Bossini, desenvolveu um método notável que permite alterar as propriedades dos materiais por meio da luz. Esta técnica inovadora visa excitar estados magnéticos em materiais, o que poderá revolucionar a transmissão e armazenamento de informação à temperatura ambiente na faixa dos terahertz. Isto pode ser crucial para o futuro das tecnologias de dados.

O processo é baseado em cristais cultivados naturalmente e amplamente disponíveis, particularmente hematita, e não requer materiais raros. Esta pesquisa, publicada em junho de 2025, foi apresentada detalhadamente na revista “Science Advances”. A ideia de usar magnons, as excitações coletivas de spin em materiais magnéticos, como portadores de informação atende à crescente demanda por novas tecnologias para processar grandes quantidades de dados.

Inovações tecnológicas através de magnons

Até agora, os magnões só podiam ser excitados nos seus estados de frequência mais baixos. No entanto, o novo processo permite um controle preciso da frequência, amplitude e vida útil destas partículas quânticas. Isto ocorre através da excitação óptica direta dos pares magnon, o que resulta em alterações não térmicas nas propriedades magnéticas do material. Bossini descreve este fenômeno como uma modificação temporária do “DNA magnético” do material.

A hematita, o material utilizado, tem um significado histórico interessante, pois já foi utilizado na navegação marítima para bússolas. Os resultados da pesquisa sugerem que os condensados ​​​​de Bose-Einstein induzidos pela luz a partir de magnons de alta energia são possíveis à temperatura ambiente. Isso poderia permitir pesquisas sobre efeitos quânticos sem resfriamento complexo.

Supercorrentes à temperatura ambiente

Uma pesquisa separada, mas relacionada, realizada por físicos liderada pelo professor Dr. Burkard Hillebrands, da Universidade Técnica de Kaiserslautern, alcançou recentemente um avanço. Eles foram capazes de detectar pela primeira vez uma supercorrente de magnons à temperatura ambiente. Físicos teóricos de Israel e da Ucrânia também estiveram envolvidos neste estudo. Essas descobertas poderiam aumentar significativamente a eficiência do processamento de dados futuro.

Esses novos supercondutores exibem fenômenos quânticos que normalmente só ocorrem em temperaturas abaixo de zero. Hillebrands destaca o importante papel dos estados quânticos macroscópicos na tecnologia futura, enquanto os pesquisadores usam condensados ​​de Bose-Einstein para explorar as leis do mundo quântico relacionadas às supercorrentes.

Como partículas quânticas de ondas de spin em materiais magnéticos, os magnons são fáceis de criar, modificar e detectar, ao mesmo tempo que consomem pouca energia. Este avanço abre novas aplicações na pesquisa básica e pode representar uma alternativa às tecnologias convencionais de semicondutores.

Física quântica e novos materiais

Além disso, uma equipa de investigação internacional, incluindo a Universidade de Würzburg, desenvolveu uma forma especial de supercondutividade que poderia potencialmente avançar no desenvolvimento de computadores quânticos. Os supercondutores são conhecidos por conduzir eletricidade sem resistência, o que os torna candidatos ideais para componentes eletrônicos em dispositivos de alta tecnologia.

O grupo de pesquisa construiu um componente híbrido feito de um supercondutor estável e um isolante topológico. Esta combinação permite que as propriedades supercondutoras sejam controladas com precisão por campos magnéticos externos, levando a um estado exótico em que coexistem supercondutividade e magnetismo. Este novo design poderia estabilizar bits quânticos, oferecendo perspectivas promissoras para futuros computadores quânticos.

As descobertas em física quântica e novos materiais por parte dos vários grupos de investigação mostram que a ciência se encontra num ponto de viragem. As descobertas sobre magnões e supercondutores oferecem não apenas insights sobre a física fundamental, mas também aplicações práticas que podem mudar a forma como os dados são processados ​​no futuro.

Esta importante pesquisa faz parte de projetos maiores que são apoiados por diversas instituições e programas de financiamento, como o Cluster of Excellence ct.qmat da Universidade de Würzburg e a Fundação Alemã de Pesquisa (DFG). A colaboração entre investigadores internacionais poderá abrir caminho a tecnologias inovadoras no processamento de dados e na computação quântica. Mais detalhes sobre este trabalho podem ser encontrados nas publicações originais das equipes de pesquisa relevantes.

Para mais informações leia os relatórios de Universidade de Constança, Chemie.de e Universidade de Würzburgo.