Simulador de eletricidade cria transístor quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/12/2012

Simulador de eletricidade usa átomos de lítio passando através de um condutor repleto de gás ultrafrio.
[Imagem: Brantut et al./Science]

Eletricidade de átomos

Cientistas suíços conseguiram pela primeira simular uma das mais importantes propriedades da matéria sólida: a condução elétrica.

Para isso eles usaram átomos de lítio fluindo em um gás ultrafrio.

Gases atômicos podem fornecer informações importantes sobre o estado quântico da matéria porque, ao contrário dos elétrons fluindo em um sólido, as interações entre átomos ultrafrios podem ser controlados precisamente usando lasers e campos magnéticos.

Os estudos que serão possíveis com o novo simulador são de particular importância para a miniaturização dos componentes eletrônicos, onde os efeitos quânticos começam a desempenhar um papel fundamental.

Outros experimentos que os cientistas planejam fazer com o simulador de corrente elétrica é com respeito à supercondutividade, quando a eletricidade flui por um material sem qualquer resistência.

O experimento básico consiste em um tubo com gás - o canal de condução - medindo 30 micrômetros de comprimento por 18 micrômetros de largura.

O canal de condução é criado por um feixe de laser, que faz com que os átomos de silício fluam, correndo pelo canal "sem qualquer desordem ôhmica", segundo os pesquisadores.

Transístor quântico de átomos: "Nós agora poderemos testar os conceitos da eletrônica quântica."
[Imagem: Stadler et al./Nature]

Transístor quântico

Mas este foi apenas o começo.

Quando se dispõe de um canal de condução por onde a "eletricidade simulada" pode fluir de forma controlada, criar um transístor é um passo.

Um passo que Tilman Esslinger e seus colegas do Instituto de Eletrônica Quântica de Zurique, na Suíça, deram rapidamente.

Usando lasers adicionais, eles criaram um transistor que controla não o fluxo de elétrons, mas o fluxo dos átomos de lítio.

O tamanho do tubo também teve que ser ampliado ligeiramente - ele agora mede 200 micrômetros de comprimento por 20 micrômetros de largura.

"Nós agora poderemos testar os conceitos da eletrônica quântica," disse Esslinger.

Mais do que isso, eles poderão testar a supercondutividade com um novo nível de controle, uma vez que o fenômeno poderá ser ligado e desligado à vontade, e não apenas fluindo de forma contínua.

Abaixo de uma certa temperatura, alguns materiais tornam-se supercondutores. Os cientistas suspeitam que esse comportamento é induzido por efeitos quânticos, embora ainda não haja uma explicação cabal sobre o assunto.

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