Física

Engenheiros descobrem um mistério quântico de 58 anos por acaso

Engenheiros descobrem um mistério quântico de 58 anos por acaso

Impressão artística de como um eletrodo em escala nanométrica é usado para controlar localmente o estado quântico de um único núcleo dentro de um chip de silício. Tony Melov / UNSW

Algumas descobertas científicas ocorrem por puro acaso, que é exatamente o que aconteceu com engenheiros da Universidade de New South Wales Sydney (UNSW), na Austrália, quando eles desbloquearam um mistério quântico que remonta a 1961.

Sua descoberta pode ter um impacto potencialmente enorme no desenvolvimento de computadores e sensores quânticos. Sua descoberta abala o paradigma da ressonância magnética nuclear - algo que é amplamente utilizado nas disciplinas de medicina, mineração e química.

Seu estudo foi publicado na revista Natureza na quarta-feira.

A teoria foi sugerida pela primeira vez em 1961 e não havia sido revivida até agora

O quebra-cabeça da engenharia de 58 anos finalmente foi concluído. Graças à equipe de pesquisadores da UNSW, controlar o núcleo de um único átomo usando campos elétricos agora é possível e compreendido.

"Esta descoberta significa que agora temos um caminho para construir computadores quânticos usando spins de átomo único, sem a necessidade de nenhum campo magnético oscilante para sua operação", disse a professora de Engenharia Quântica da UNSW, Andrea Morello.

Sua descoberta tem consequências de longo alcance. Agora, controlar um único átomo colocado em um dispositivo nanoeletrônico será muito mais fácil do que nunca e terá um impacto significativo em certos campos.

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“A ressonância magnética nuclear é uma das técnicas mais difundidas na física, química e até na medicina ou mineração modernas”, explicou Morello. "Os médicos usam para ver o interior do corpo de um paciente em grande detalhe, enquanto as mineradoras usam para analisar amostras de rochas. Tudo isso funciona muito bem, mas para certas aplicações, a necessidade de usar campos magnéticos para controlar e detectar os núcleos pode ser uma desvantagem . "

O que é ainda mais emocionante é que o professor Morello e sua equipe descobriram por puro acaso.

Ele disse: "Nós 'redescobrimos' este efeito por completo acidente - nunca teria me ocorrido procurá-lo. Todo o campo da ressonância elétrica nuclear está quase adormecido por mais de meio século, após as primeiras tentativas de demonstrá-lo provou ser muito desafiador. "

A primeira vez que o controle de spins nucleares com campos magnéticos foi mencionado foi em 1961, pelo pioneiro ganhador do Prêmio Nobel, Nicolaas Bloembergen.

Morello entrou em detalhes sobre como sua descoberta afetará o futuro: "Este resultado marcante abrirá um tesouro de descobertas e aplicações. O sistema que criamos tem complexidade suficiente para estudar como o mundo clássico que vivemos todos os dias emerge do reino quântico . "

Ele continuou "Além disso, podemos usar sua complexidade quântica para construir sensores de campos eletromagnéticos com sensibilidade muito melhorada. E tudo isso, em um simples dispositivo eletrônico feito de silício, controlado com pequenas tensões aplicadas a um eletrodo de metal."


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