Suche
Mein Konto
Avanço na pesquisa quântica: quasipartículas luminosas descobertas!
Pesquisadores da Universidade de Würzburg estão descobrindo novas quasipartículas em materiais quânticos que podem ser cruciais para tecnologias futuras.
Avanço na pesquisa quântica: quasipartículas luminosas descobertas!
Cientistas do Cluster de Excelência Würzburg-Dresden ct.qmat fizeram progressos significativos na pesquisa quântica. Eles detectaram pela primeira vez quasipartículas ópticas, conhecidas como excitons, na superfície de um material quântico antiferromagnético. Esta descoberta representa um passo importante no desenvolvimento de novas tecnologias quânticas e foi publicada na conceituada revista científica Materiais Naturais publicado.
A equipe de pesquisa, liderada por Alexey Chernikov, examinou o movimento dos excitons usando microscopia ultrarrápida em temperaturas ultrabaixas. A estrutura química específica do brometo de sulfeto de cromo do ímã semicondutor (CrSBr) mostra-se particularmente adequada porque combina ordem magnética com propriedades semicondutoras. Em contraste com estudos anteriores, nos quais os excitons ocorrem principalmente em materiais não magnéticos, aqui são oferecidas perspectivas completamente novas.
Excitons: armazenamento de luz e portadores de informação
Os excitons são criados quando um pulso de luz excita um elétron, deixando um “buraco” carregado positivamente. Essas quasipartículas podem armazenar energia luminosa e mover-se através do material, liberando energia na forma de luz à medida que se dissolvem. Em camadas atomicamente finas, sua estabilidade é mantida em torno de -268°C até a temperatura ambiente. Na superfície do CrSBr, os excitons refletem a luz em uma cor diferente, permitindo que sejam analisados e manipulados por campos magnéticos.
Além disso, a equipe descobriu excitons móveis que se movem em direções opostas, comportamento consistente com o trabalho teórico de Mikhail M. Glazov. Este fenômeno é puramente mecânico quântico e pode ter aplicações de longo alcance em áreas como novas fontes de laser, sensores de luz e células solares.
Cooperação internacional e perspectivas futuras
O projeto de investigação é o resultado de uma cooperação internacional com cientistas dos EUA, Alemanha, Grã-Bretanha, Holanda e República Checa. O Cluster of Excellence ct.qmat, que é apoiado pela Universidade Julius Maximilian de Würzburg e pela TU Dresden desde 2019, inclui mais de 300 pesquisadores de mais de 30 países que trabalham na pesquisa de materiais quânticos topológicos sob condições extremas.
Outra descoberta significativa dentro do Cluster de Excelência é que excitons foram gerados pela primeira vez em um isolador topológico, representando outro avanço. Esta descoberta abre novas possibilidades para o desenvolvimento de chips de computador controlados por luz e processadores quânticos. A interação entre luz e excitons é usada para criar qubits, as unidades básicas de computação para computadores quânticos.
No futuro, as descobertas desses estudos poderão levar a desenvolvimentos revolucionários na comunicação e na computação quântica. O Cluster de Excelência recebe financiamento como parte da estratégia de excelência dos governos federal e estadual.