Mangueira magnética transporta magnetismo para múltiplos locais

Com informações da PhysicsWorld - 10/05/2013

Mangueira magnética com uma entrada (esquerda) e duas saídas.
[Imagem: Carles Navau et al.]

Jorrando magnetismo

Em um experimento cujas implicações práticas ainda não foram totalmente exploradas, pesquisadores espanhóis mostraram recentemente que o magnetismo pode ser teletransportado.

Agora, a mesma equipe se juntou a colegas alemães para mostrar que há outras formas de carregar o magnetismo de um lado para o outro.

Carles Navau e seus colegas construíram uma "mangueira magnética" - uma espécie de mangueira de jardim que, em vez de transportar água, transporta campos magnéticos e os "despeja" onde forem necessários.

Segundo eles, a mangueira magnética poderá ser utilizada para criar uma ampla variedade de circuitos, da eletrônica e do armazenamento de dados tradicionais até uma nova forma de manipular os qubits dentro de um computador quântico.

Isto porque as mangueiras para o transporte de magnetismo podem ser feitas com dimensões que vão dos metros aos nanômetros, dependendo da necessidade.

Ondas e campos

A tecnologia atual explora à exaustão o fato de que as ondas eletromagnéticas podem ser transmitidas a grandes distâncias pelo ar, assim como a eletricidade ao longo de fios e a luz pelas fibras ópticas.

Mas o mesmo não acontece para campos elétricos e campos magnéticos estáticos, cujas magnitudes decaem rapidamente com a distância - a maior distância que os campos magnéticos têm sido transmitidos alcança poucos metros, como no interior dos núcleos dos transformadores.

Entraram então em ação os metamateriais, que permitem a alteração da trajetória das ondas eletromagnéticas pela transformação dos seus elementos constituintes, as ondas elétricas e os campos magnéticos - é a mesma técnica, chamada óptica transformacional, que é usada para criar os mantos de invisibilidade.

O objetivo dos pesquisadores era aplicar a óptica transformacional a campos estáticos para acoplar magneticamente dois sistemas quânticos - que podem ser qubits de um computador quântico.

A possibilidade de fazer múltiplas saídas do campo magnético foi descoberta depois que os pesquisadores observaram um defeito na camada supercondutora (marcação com X). À direita, os ganhos em eficiência das diversas camadas da mangueira magnética.
[Imagem: Carles Navau et al.]

Condutor de magnetismo

Essencialmente, a mangueira magnética é formada por anéis concêntricos de ímãs cilíndricos envoltos por um supercondutor.

Bastam duas dessas camadas para transportar 75% de um campo magnético de uma extremidade à outra do cilindro - com 20 camadas é possível transportar 90% do campo magnético.

Mas isso não esgotou as possibilidades da técnica, e os cientistas demonstraram que é possível fazer "derivações" na mangueira magnética, despejando o campo magnético em outros pontos de um circuito mais complicado de cilindros.

Isto torna a mangueira magnética um análogo perfeito para os campos magnéticos daquilo que os fios são para a eletricidade - ou seja, o feito abre a possibilidade de construção de circuitos magnéticos.

Os pesquisadores acreditam que o transportador de campos magnéticos pode ser utilizado para manipular informações quânticas, por exemplo dos spins de defeitos em pequenos cristais de diamante, conhecidos como vacâncias de nitrogênio.

• Processador quântico é construído dentro de um diamante

Para funcionar como bits dentro de um computador quântico, esses spins devem ser endereçáveis independentemente com campos magnéticos, o que poderá ser feito com mangueiras magnéticas em nanoescala.

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