Levitação no vácuo com controle preciso agora dentro de um chip

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/07/2024

Chip de levitação no vácuo.
[Imagem: Bruno Melo et al. - 10.1038/s41565-024-01677-3]

Levitação no vácuo

A levitação de objetos microscópicos no vácuo e o controle de seus movimentos foi demonstrada pela primeira vez há várias décadas. Desde então, vários grupos de pesquisa têm trabalhado em novas abordagens para controlar objetos levitados no vácuo com maiores graus de liberdade.

Os progressos têm sido relativos, com o principal entrave a essa tecnologia sendo o fato de que os métodos experimentais disponíveis dependem de estratégias complexas e de equipamentos volumosos, o que limita significativamente as aplicações no mundo real, tornando-os impraticáveis para o desenvolvimento de novas tecnologias.

Mas isto começa a mudar, graças ao trabalho do brasileiro Bruno Melo, atualmente no Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH).

A grande novidade é que a levitação agora funciona dentro de um chip, o que não apenas miniaturiza toda a tecnologia, como também significa que a equipe conseguiu suprimir dispositivos problemáticos, como lentes, espelhos e outros componentes ópticos, que são grandes e pesados.

Embora a maioria dos experimentos de levitação tenham se baseado em técnicas ópticas - baseadas em luz -, Bruno partiu para um aparato híbrido, que combina luz e eletricidade (eletrostática).

Detalhe do sistema de levitação dentro de um chip.
[Imagem: Bruno Melo et al. - 10.1038/s41565-024-01677-3]

Levitação no chip

A plataforma permitiu a levitação robusta de uma nanopartícula de sílica, além da detecção precisa da posição e o controle dinâmico da nanopartícula no vácuo.

"Ao isolar do ambiente e controlar com precisão objetos mesoscópicos, a levitação no vácuo evoluiu para uma técnica versátil que já beneficiou diversas direções científicas, desde detecção de força e termodinâmica até ciência dos materiais e química," disse Bruno. "Também é uma grande promessa para o avanço do estudo da mecânica quântica no inexplorado regime macroscópico."

"Prevemos que a nossa plataforma totalmente integrada seja o ponto de partida para dispositivos em chip que combinem fotônica e nanofotônica integradas com potenciais elétricos projetados com precisão, melhorando o controle sobre o movimento das partículas em direção à preparação e leitura de estados complexos," concluiu a equipe.

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