Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/08/2017
Fluxons
Anote na sua
agenda a nova quasipartícula que está se habilitando para impulsionar um salto
qualitativo na informática: os fluxons.
Inicialmente
conhecidos como vórtices de Abrikosov (Alexei Abrikosov 1928-2017), os fluxons
são quasipartículas que emergem na superfície dos supercondutores quando eles
são submetidos a um campo magnético. Curiosamente, o campo magnético destrói a
supercondutividade naquele ponto, com o fluxon emergindo da circulação de uma
pequena corrente elétrica induzida pelo magnetismo.
Em outras
palavras, o fluxon pode ser entendido como um quantum de campo magnético.
Agora, uma
equipe da Universidade de Viena, na Áustria, demonstrou que esses objetos
quantizados são particularmente adequados para armazenamento e processamento de
dados, bastando que eles sejam organizados da forma correta.
Para isso, a
equipe criou uma espécie de “caixa de ovos quântica”, onde cada buraco acomoda
um fluxon de forma estável e regular, criando uma matriz com centenas de
milhares de fluxons, prontos para servirem de base para a computação ou para o
armazenamento de bits.
Isto representa
o coroamento de um longo esforço rumo à criação de circuitos digitais em
supercondutores - além da velocidade e da elevada densidade de dados, um
processador supercondutor virtualmente elimina os problemas de aquecimento dos
processadores atuais, permitindo dar um salto em termos de velocidade de processamento.
Estrutura
(em cima) e microfotografia (embaixo) da armadilha de fluxons. [Imagem: G.
Zechner et al. - 10.1103/PhysRevApplied.8.014021]
Em um supercondutor perfeitamente homogêneo, os
fluxons emergem na forma de uma rede hexagonal. Mas essa estrutura em
equilíbrio não serve para muita coisa. Com a nova armadilha artificial,
torna-se possível organizar as quasipartículas em qualquer formação que se
desejar, colocando-as em um arranjo fora do equilíbrio, adequado para codificar
e processar informações.
Georg Zechner e
seus colegas criaram uma matriz de 180.000 fluxons. Dependendo do campo
magnético externo, eles mudam de organização de uma forma que só é possível em
se tratando de objetos quânticos: ao contrário dos ovos, onde cada depressão da
caixa pode conter apenas um, na matriz cada armadilha pode ficar vazia, ter um
fluxon ou ter vários fluxons - um caminho para o uso da nanoestrutura também
pela computação quântica.
“Mesmo após dias nós observamos precisamente o mesmo arranjo
de fluxons - uma estabilidade de longo prazo que é particularmente
surpreendente para um sistema quântico,” disse Zechner.
A equipe agora
planeja fabricar nanoestruturas mais sofisticadas, que permitirão a
transferência sistemática de fluxons de uma armadilha para a outra. Este deverá
ser outro passo pioneiro rumo ao desenvolvimento de circuitos de computador
baseados em quasipartículas e materiais supercondutores.
Bibliografia: Hysteretic
Vortex-Matching Effects in High-Tc Superconductors with Nanoscale Periodic
Pinning Landscapes Fabricated by He Ion-Beam Projection. G. Zechner, F.
Jausner, L. T. Haag, W. Lang, M. Dosmailov, M. A. Bodea, J. D. Pedarnig. Physical Review Applied. Vol.: 8, 014021. DOI:
10.1103/PhysRevApplied.8.014021
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