A rota para a supercondutividade de alta temperatura passa pela superfície plana (The route to high temperature superconductivity goes through the flat land)

Pesquisadores descobriram que a supercondutividade é possível mesmo em um cristal onde a massa aparente dos elétrons é infinita. O cristal é descrito como a matriz ordenada de esferas laranja e verde (átomos) na figura. Elétrons com uma massa aparente infinita também são chamados de elétrons em bandas planas. A supercondutividade pode ocorrer se as ondas de elétrons centradas em torno dos átomos individuais, se distribuem amplamente de forma que se sobreponham significativamente. Em seguida, os elétrons saltam de um átomo para outro através da região de sobreposição, e é assegurado o fluxo da supercorrente. Notavelmente, uma invariante topológica das ondas de elétrons, semelhante à torção da banda de Mobius mostrada na figura, garante que existe sobreposição das ondas de elétrons. Crédito: Universidade Aalto, Antti Paraoanu.

Um problema importante em aberto em ciência dos materiais é compreender o mecanismo subjacente à supercondutividade, e em particular, ser capaz de prever com precisão a temperatura crítica abaixo da qual a transição supercondutora ocorre. De fato, não há atualmente teorias disponíveis que podem fornecer previsões precisas para a temperatura crítica dos materiais supercondutores mais úteis. Isso é lamentável, uma vez que uma boa compreensão do mecanismo da supercondutividade é essencial se estamos interessados ​​na síntese de materiais que podem um dia alcançar a supercondutividade à temperatura ambiente, sem refrigeração.

Um avanço potencial foi recentemente apresentado por pesquisadores da Universidade Aalto. O estudo baseia-se na teoria do movimento eletrônico em cristais desenvolvida por Felix Bloch em 1928. É uma consequência interessante da mecânica quântica que um elétron que sente a carga elétrica de um conjunto ordenado de átomos (um cristal) pode mover-se livremente como se estivesse no espaço livre. No entanto, o cristal tem efeito não trivial modificando a massa aparente do elétron. Os elétrons parecem ser mais pesados ​​(ou mais leves) em um cristal do que no espaço livre, o que significa mais ou menos energia para empurrá-los e movê-los.

Este fato tem consequências muito importantes, pois os elétrons com massa aparente maior leva a temperaturas críticas maiores para a supercondutividade. O ideal para maximizar a temperatura crítica, é considerar os elétrons com massa aparente infinita ou, no jargão dos físicos, os elétrons em uma 'banda' plana. Ingenuamente poderíamos esperar que os elétrons com massa infinita seriam presos no lugar, incapaz de transportar qualquer corrente, e a propriedade essencial da supercondutividade seria perdida.

“Fiquei muito intrigado para descobrir como uma supercorrente, isto é, a corrente elétrica, pode ser transportada por elétrons em uma banda plana. Tivemos alguns indícios de que este fato é possível, mas não uma solução geral deste paradoxo”, diz Paivi Torma, professora de física da Universidade Aalto. Surpreendentemente no mundo da mecânica quântica, uma massa infinita não necessariamente impede o fluxo de corrente elétrica. A chave para este mistério é lembrar que os elétrons são objetos quânticos com ambos os recursos, onda e partícula. Os pesquisadores descobriram que a massa sozinha, que é uma propriedade de partículas, não é suficiente para caracterizar completamente elétrons em sólidos. Também precisamos de algo chamado de ‘métrica quântica’.

Uma métrica diz como as distâncias são medidas, por exemplo, a distância entre dois pontos é diferente em uma esfera do que sobre uma superfície plana. Acontece que a métrica quântica mede a propagação das ondas dos elétrons em um cristal. Essa propagação é uma propriedade tipo onda. Os elétrons com a mesma massa aparente, possivelmente infinita, podem ser associados com as ondas que são mais ou menos distribuídos no cristal, tal como medido pela métrica quântica. Quanto maior for a métrica quântica, maior a supercorrente que o supercondutor pode transportar. “Nossos resultados são muito positivos”, diz Sebastiano Peotta, “eles abrem uma nova via para engenharia de supercondutores com alta temperatura crítica. Se as nossas previsões estiverem corretas, o bom senso vai sofrer um grande golpe, mas eu estou bem com isso”.

Outra descoberta surpreendente é que a métrica quântica está intimamente relacionada a uma propriedade tipo onda ainda mais sutil dos elétrons, quantificada por um número inteiro chamado de número de Chern. O número de Chern é um exemplo de uma invariante topológica, ou seja, uma propriedade matemática de objetos que não é alterado sob uma  suave (não disruptiva) deformação arbitrária do próprio objeto. Um exemplo simples de uma invariante topológica é o número de voltas de uma fita. Em matemática, uma fita com uma única volta é chamada de banda de Mobius e é mostrada na figura. Uma volta pode ser movida para frente e para trás na fita, mas nunca removida a menos que a fita seja quebrada. O número de voltas é sempre um número inteiro.

Da mesma forma, o número de Chern só pode assumir valores inteiros e não podem ser mudados a não ser que uma alteração drástica ocorra sobre as ondas de elétrons. Se o número de Chern for diferente de zero, não é possível ‘desatar’ as ondas de elétrons centradas em átomos vizinhos do material. Como consequência, as ondas têm de se sobrepor, e é esta sobreposição finita que garante a supercondutividade, mesmo em uma banda plana. Os pesquisadores descobriram uma ligação inesperada entre supercondutividade e topologia.

Fonte1: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-11/au-trt112015.php

Fonte2: http://www.nature.com/ncomms/2015/151120/ncomms9944/full/ncomms9944.html

Desvendando complexas fases eletrônicas em um supercondutor (Unraveling the complex, intertwined electron phases in a superconductor)

Representação da onda de densidade de carga. Este padrão de halteres, cada uma representando o orbital em um átomo de oxigênio, pode parecer estático, mas se você olhar de perto, você verá que as cores dos orbitais mudam quando você se move da esquerda para a direita. Esta mudança de cor (amarelo, branco, azul, branco, amarelo, branco, azul ...) representa mudanças na densidade de carga (alto, médio, baixo, médio, alto, médio, baixo ...) que se move através do plano da esquerda para a direita. Crédito: Laboratório Nacional de Brookhaven

Uma equipe liderada por pesquisadores do Brookhaven National Laboratory e da Universidade de Cornell nos EUA identificou um arranjo chave de elétrons em um supercondutor de alta temperatura. O material é um membro da família dos cupratos, compostos supercondutores à base de cobre e oxigênio que são os principais candidatos para inúmeras aplicações de alto impacto.

O fenômeno que eles estudaram é conhecido como uma onda de densidade de elétrons. Ao contrário de outros elétrons no material que se movem livremente, a onda de densidade de elétrons é uma fase periódica, fixa que parece competir com e dificultar a fase supercondutora. Muitos pesquisadores acreditam que a onda de densidade é a chave para desvendar os cupratos: se eles compreenderem completamente a onda de densidade de elétrons, então podem ser capazes de determinar como suprimi-la ou removê-la para induzir a supercondutividade, possivelmente, até mesmo à temperatura ambiente. Mas, para atingir esse objetivo, eles devem primeiro obter uma compreensão completa das causas da onda de densidade de elétrons.

Este estudo é o primeiro a identificar as origens em escala atômica e influências que produzem a onda de densidade em cupratos. “Em um metal, você tem elétrons que vão em todas as direções, com uma vasta gama de energias e momentos. É quase como um gás de elétrons”, disse o cientista chefe do estudo, Séamus Davis, um de físico Brookhaven. “Qual desses elétrons fornecem os componentes que compõem o estado onda de densidade em cupratos? Fomos capazes de responder a esta pergunta. Nós identificamos tanto a energia e momentos dos elétrons relevantes”.

Outra peça do quebra-cabeça

Existem diversos membros conhecidos da família dos cupratos. O ‘melhor’ descoberto até agora funciona como um supercondutor a cerca de 140 K (-130 °C), aproximadamente a meio caminho entre o zero absoluto (-273 °C) e a temperatura ambiente (21 °C). Todos têm estruturas em camadas, com a supercondutividade ocorrendo nas camadas de óxido de cobre (CuO₂), cada uma com apenas uma molécula de espessura. Além da fase supercondutora, estes materiais apresentam uma outra forma misteriosa de ordem eletrônica, chamada de “pseudogap”. Embora muito mal compreendida, em geral, a sua escala de energia característica, chamada de gap de energia, está bem estabelecida. O grupo do professor Davis e outros estudaram esta fase extensivamente.

No ano passado, juntamente com outros pesquisadores, a equipe estabeleceu a primeira ligação entre o desaparecimento da onda de densidade na fase pseudogap e a emergência, como afirma Davis, de “elétrons universalmente livres necessários para a supercondutividade irrestrita”.

Em trabalho mais recente, o resultado mais importante parece sugerir uma outra ligação íntima entre a onda de densidade de elétrons e a fase pseudogap: a energia característica de modulação da onda de densidade é igual à energia do pseudogap. Além disso, eles mostraram que os elétrons que compõem a onda de densidade de elétrons têm a característica dinâmica na qual o pseudogap aparece. A implicação fundamental é que o estado de pseudogap é de alguma forma o ‘pai’ do estado de onda de densidade.

Imagem de elétrons com elétrons

A nova abordagem experimental e o conceito do estudo em si foram concebidos depois de um dos autores do estudo, o físico teórico Subir Sachdev, considerar o comportamento da onda de densidade de elétrons diferente ao longo das diferentes ligações na célula unitária de CuO₂.

“Ao olhar para alguns dos dados anteriores obtidos pelo grupo de Davis, notei que o comportamento dos elétrons era exclusivo para as ligações horizontais no plano CuO₂”, disse ele. “Eu me perguntei se isso poderia ser a onda de densidade de carga”.

Ele contatou Davis e eles começaram a projetar o experimento. Eles propuseram uma nova maneira de estudar um cuprato, que nenhum outro grupo havia tentado: uma potente técnica de imagem desenvolvida por Davis, chamada de imagem de sub-rede, é feita utilizando um microscópio de varredura por tunelamento (STM) capaz de determinar a estrutura eletrônica em diferentes subconjuntos de átomos no cristal, as chamadas sub-redes.

Um STM fotografa uma amostra usando elétrons; o tipo usado aqui pode ‘ver’ detalhes menores do que a célula unitária do cristal CuO₂. Ele usa uma ponta metálica muito afiada, colocada extremamente perto da superfície da amostra, menos de um décimo de nanômetro de distância. Uma pequena voltagem é então aplicada através da ponta e da amostra, o que, por causa da sua proximidade, permite o tunelamento de elétrons através do espaço de vácuo entre a ponta e a amostra. A taxa de elétrons que passa através da ponta, ou em outras palavras, a corrente é uma medida da densidade de elétrons na fina região da amostra diretamente abaixo dela. Então, quando a ponta é passada através da superfície de amostra, cria-se uma imagem espacial da densidade de elétrons e, em separado, da rede cristalina.

Fonte1: http://phys.org/news/2015-10-unraveling-complex-intertwined-electron-phases.html

Fonte2: http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3519.html

O supercondutor que funciona na temperatura da Terra (The Superconductor That Works at Earth Temperature)

Pesquisadores descobriram um material que superconduz numa temperatura significativamente mais quente do que o ambiente mais frio da terra. Isso deve inaugurar uma nova era de pesquisa em supercondutividade.

       No ano passado, Mikhail Eremets e colaboradores fizeram uma afirmação extraordinária que o sulfeto de hidrogênio (H₂S) superconduz à temperatura de -70 °C. Isso é cerca de 20 graus mais quente do que qualquer outro material já descoberto. Na época, os físicos foram cautelosos sobre o trabalho. A história da supercondutividade está repleta de afirmações dúbias de atividade de alta temperatura que mais tarde acabam por ser impossível de reproduzir. Nos meses seguintes, Eremets e colaboradores trabalharam duro para reunir as peças finais de provas conclusivas.

Existem essencialmente três características que os físicos procuram como prova de que um material é um supercondutor convencional. A primeira é uma súbita queda na resistência elétrica, quando o material é arrefecido abaixo de sua temperatura crítica. A segunda é a expulsão dos campos magnéticos de dentro do material, um fenômeno conhecido como efeito Meissner. A terceira é uma mudança na temperatura crítica quando átomos do material são substituídos por isótopos. Isso porque a diferença de massa isotópica faz com que a estrutura vibre de forma diferente, o que muda a temperatura crítica.

       Mas há outro tipo de supercondutividade que é muito menos compreendida. Trata-se de certas cerâmicas descobertas na década de 1980 que superconduzem à temperaturas de cerca de -110 °C, denominadas high-T_C (alta temperatura crítica). Ninguém sabe exatamente como isso funciona, mas grande parte da pesquisa científica atual em supercondutividade tem incidido sobre estes materiais exóticos.

       Os trabalhos de Eremets e colaboradores talvez mudem isso. A maior surpresa sobre sua descoberta é que ela não envolve um supercondutor de alta temperatura. Em vez disso, o H₂S é um supercondutor convencional do tipo que nunca tinha sido visto trabalhando a temperaturas superiores a 40 K. Eremets e sua equipe submeteram o material a pressões extremamente elevadas, equivalentes àquelas do centro da Terra. Ao mesmo tempo, eles conseguiram encontrar evidências de todas as características importantes da supercondutividade.

       Enquanto o trabalho experimental avança, os teóricos coçam a cabeça para explicar isso. Muitos físicos acreditavam que havia alguma razão teórica para supercondutores convencionais não funcionarem acima de 40 K. Mas, na verdade, não há nada na teoria que impede a supercondutividade a temperaturas mais elevadas.

       De fato, na década de 1960, o físico britânico Neil Ashcroft previu que o hidrogênio seria supercondutor a altas temperaturas em pressões elevadas, talvez até mesmo à temperatura ambiente. Sua ideia era que o hidrogênio é tão leve que deve constituir uma estrutura capaz de vibrar em frequências muito elevadas e, portanto, de supercondutores a altas temperaturas e altas pressões.

       A descoberta de Eremets parece ser uma demonstração dessa ideia. Ou, pelo menos, algo parecido. Existem numerosos aspectos teóricos que precisam ser resolvidos antes de os físicos afirmarem que possuem uma compreensão adequada do que está acontecendo. Este trabalho teórico está em curso.

       Agora, a corrida é para encontrar outros supercondutores que funcionem a temperaturas ainda mais elevadas. Um candidato promissor é o H₃S. E, claro, os físicos estão começando a pensar sobre as aplicações. Existem inúmeros desafios na exploração deste material, não menos importante, porque ele existe em forma supercondutora apenas em pequenas amostras dentro de bigornas em alta pressão. Mas isso não impediu as especulações. “Esta descoberta é relevante não só na ciência dos materiais e matéria condensada, mas também em outras áreas que vão desde computação quântica à física quântica da matéria viva”, dizem Bianconi e Jarlborg.

Fonte1: http://www.technologyreview.com/view/542856/the-superconductor-that-works-at-earth-temperature/

Fonte2: arxiv.org/abs/1510.05264

O que são essas nanoestrelas em supercondutores bidimensionais? (What are these nanostars in 2D-superconductor supposed to mean?)

Físicos da França e da Rússia descobriram perturbações magnéticas que se assemelham a pequenas estrelas oscilantes em supercondutores bidimensionais (2D). Estas excitações eletrônicas tipo estrelas estão localizadas em torno de átomos magnéticos individuais dentro do material supercondutor. Essa observação experimental, feita por meio de espectroscopia de tunelamento a apenas 0,3 graus acima do zero absoluto, é a confirmação direta da famosa teoria Yu-Shiba-Rusinov, que previu esses estados magnéticos quanticamente ligados.

       Os pesquisadores verificaram que nos sistemas bidimensionais, as excitações magnéticas se distribuem por longas distâncias quando comparados com materiais supercondutores tridimensionais comuns. Essa descoberta abre uma rota para a geração de estados quânticos mais complexos a partir de correntes ou grupos de átomos magnéticos em supercondutores, e que são topologicamente protegidos contra decoerência. A construção e manipulação de tais estados é um passo crucial para os computadores quânticos.

Os pesquisadores estudaram o surgimento dos estados ligados de Yu-Shiba-Rusinov (YSR) em torno dos átomos magnéticos individuais inseridos em um supercondutor bidimensional. Os estados YSR foram teoricamente previstos na década de 1960, mas pouca evidência experimental tinha sido obtida até o momento. Os pesquisadores verificaram que em sistemas de duas dimensões, as excitações magnéticas se estendem por uma distância maior em comparação com os supercondutores comuns (tridimensionais), e os emergentes estados quânticos YSR são mais estáveis, o que os tornam mais adequados para uma nova geração de eletrônica quântica.

       Uma estrutura em camadas do supercondutor disseleneto de nióbio (NbSe₂) foi utilizada nos testes. Com um microscópio de tunelamento, os pesquisadores foram capazes de observar pela primeira vez o estado YSR ao redor dos átomos individuais de ferro. “Demonstrou-se que o uso de supercondutores bidimensionais no lugar dos tridimensionais resulta em um aumento na extensão espacial dos estados YSR para várias dezenas de nanômetros, isto é, dez vezes mais. E a área de excitação exibe a forma de uma ‘estrela’ seis vezes maior com seus raios se estendendo ao longo do eixo da estrutura do cristal de disseleneto de nióbio. As ‘estrelas’ observadas são mais estáveis ​​e mais adequadas para a criação de novos estados topologicamente protegidos”, diz Vasily Stolyarov, um dos principais pesquisadores responsáveis pela descoberta.

       Os estados Yu-Shiba-Rusinov foram previstos independentemente na década de 1960 por três físicos da China, URSS, Japão. Eles sugeriram que os átomos magnéticos introduzidos em um supercondutor devem criar estados especiais de excitação em torno de si. Os cálculos mostram que áreas de condutividade topológica podem se formar em torno desses estados, onde a corrente flui somente em uma direção. Até recentemente, porém, não tinha sido possível confirmar esta previsão experimentalmente.

       Nos últimos 20 anos, os cientistas vêm tentando criar sistemas quânticos que irão superar computadores baseados em semicondutores tradicionais, nos quais o potencial de desenvolvimento está praticamente esgotado. Certo número de potenciais sistemas candidatos para construir o computador quântico está sendo investigado. O principal problema impedindo o desenvolvimento desses computadores é a alta sensibilidade do mundo nanométrico a influências externas que destroem os estados quânticos. Uma opção promissora é a utilização de estados eletrônicos topologicamente protegidos que são resistentes à decoerência. Ânions não-Abelianos podem ser perfeitos para isso; eles não são íons negativos, mas sim excitações especiais em sistemas quânticos bidimensionais num campo magnético.

       A teoria prevê que tais ânions não-Abelianos podem ocorrer em um ‘líquido’ bidimensional de elétrons em um supercondutor sob a influência de um campo magnético local. O líquido de elétrons torna-se assim degenerado, ou seja, os elétrons podem ter diferentes estados no mesmo nível de energia. A superposição de vários ânions não pode ser afetada sem movê-los; portanto, eles são completamente protegidos contra perturbações.

Fonte1: http://phys.org/news/2015-10-nanostars-2d-superconductor.html

Fonte2: http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3508.html

A supercondutividade promove a magnetização (Superconductivity trained to promote magnetization)

Na spintrônica, a informação é codificada através do spin do elétron, o qual pode ser direcionado ao longo ou contra determinado eixo. Crédito: Universidade de Hamburgo

Sob certas condições, a supercondutividade, que é incompatível com o magnetismo, pode promover a magnetização. Natalya Pugach, pesquisador russo da Lomonosov Moscow State University, descobriu este efeito ainda não explicado com seus colegas britânicos, cujo grupo foi chefiado pelo Professor Matthias Eschrig. Eles sugerem que técnicas baseadas neste efeito podem acelerar futuros supercomputadores baseados na spintrônica.

A equipe estudou as interações entre a supercondutividade e a magnetização, a fim de compreender como controlar o spin dos elétrons. Na microeletrônica tradicional, a informação é codificada através das cargas elétricas. Na eletrônica de spin ou spintrônica, a informação é codificada através do spin do elétron, que pode ser dirigido ao longo ou contra um determinado eixo.

       “Dispositivos supercondutores de spintrônica exigem muito menos energia e emitem muito menos calor. Isso significa que esta tecnologia irá permitir criar supercomputadores muito mais econômicos e estáveis”, explica Natalya Pugach.

       O principal obstáculo ao desenvolvimento destes dispositivos é que os spins dos elétrons e de outras partículas carregadas são muito difíceis de controlar. Os resultados desta pesquisa indicam que supercondutores podem ser úteis no processo de transporte de spin, e ferromagnéticos podem ser utilizados para controlar as rotações.

       Supercondutores são muito sensíveis a campos magnéticos fortes que podem até destruir a supercondutividade, embora supercondutores expulsem campos magnéticos completamente. É quase impossível fazer supercondutores comuns e materiais magnéticos interagirem entre si, devido às suas direções opostas de ordenamento magnético: em sistemas de armazenamento magnético, o campo magnético organiza os spins em uma direção, mas o par de Cooper em supercondutores têm spins no sentido oposto.

       “Meus colegas experimentaram dispositivos chamados válvulas de spin supercondutoras. Elas se parecem com um ‘sanduíche’ feito de nanocamadas de material ferromagnético, supercondutor e outros metais. Ao mudar a direção da magnetização, é possível controlar a corrente no supercondutor. A espessura das camadas é crucial, porque no caso do supercondutor espesso, é impossível observar qualquer efeito interessante”, explica Natalya Pugach.

       Durante os experimentos, os cientistas bombardearam as amostras com múons (partículas que se assemelham aos elétrons, mas são 200 vezes mais pesados) e analisaram ​sua dispersão. Este método tornou possível entender como a magnetização prossegue em diferentes camadas da amostra.

       A válvula de spin consistia de duas camadas ferromagnéticas de cobalto, uma camada supercondutora de nióbio com uma espessura de cerca de 150 átomos e uma camada de ouro. No experimento, os pesquisadores descobriram um efeito inesperado: quando as direções de magnetização em duas camadas ferromagnéticas não são paralelas, a interação entre essas camadas e a camada supercondutora induz a magnetização na camada de ouro, saltando sobre o supercondutor. Quando os cientistas mudaram as direções de magnetização nas duas camadas, tornando-as paralelas, este efeito quase desapareceu, a intensidade do campo diminuiu 20 vezes.

       “Este efeito foi inesperado. Nós ficamos muito surpresos ao descobrir isso. Anteriormente, nós tentamos explicar os resultados com um padrão de distribuição de magnetização conhecido, mas em vão. Temos algumas hipóteses, mas nós ainda não temos nenhuma explicação completa. Não obstante, este efeito nos permitiu usar um novo método de manipulações com spins”, diz Natalya Pugach.

       É bem possível que a descoberta levará a conceitualmente a novos elementos em spintrônica. De acordo com Natalya Pugach, tecnologias supercondutoras de spintrônica podem ajudar a construir supercomputadores e servidores poderosos, minimizando o consumo de energia e emissões de calor de supercomputadores atuais.

       “As tecnologias de computador são baseados em semicondutores, que são bons para computadores pessoais. Mas quando você usa esses semicondutores para construir supercomputadores, que produzem calor e ruído, eles exigem sistemas de refrigeração poderosos. A spintrônica poderia resolver todos esses problemas”, Natalya Pugach conclui.

Fonte1: http://phys.org/news/2015-10-superconductivity-magnetization.html

Fonte2: http://phys.org/news/2015-10-superconductivity-magnetization.html

Teletransporte quântico: cientistas marcam novo recorde nos EUA

 

       Ainda deve demorar um bom tempo até que o teletransporte visto em filmes e séries de ficção científica se torne realidade. Contudo, mesmo que em proporções mínimas, esse tipo de tecnologia já existe, e os progressos, aos poucos, estão crescendo. Um dos avanços nesse campo aconteceu há alguns dias, quando um grupo de cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos (NIST, na sigla em inglês) quebrou um novo recorde no chamado teletransporte quântico.

       Primeiramente, é preciso esclarecer que esse tipo de teletransporte não está diretamente relacionado ao teletransporte humano, uma vez que a ciência ainda não decifrou como é possível transportar matéria ou energia de um determinado ponto para outro. Na prática, isso significa que ainda não é possível teleportar algo ou alguém com segurança, já que para isso é necessário desmaterializar toda sua composição do ponto A e 'montá-la', detalhe por detalhe, no ponto B.

       O teletransporte quântico, portanto, diz respeito não ao transporte de matéria, mas sim de informação. Envolve a captura das características fundamentais de um dado - e seus "estados quânticos" - para transmiti-lo instantaneamente de uma área para outra, e recriá-lo em outro lugar pré-determinado.

       E foi isso o que essa equipe de físicos conseguiu: reproduzir a condição de uma partícula em outra partícula sem ter estabelecido uma interação prévia entre elas. Na técnica, os cientistas teletransportaram um fóton por um cabo de fibra óptica de 102 quilômetros de comprimento. Essa distância representa um salto quatro vezes maior do que o recorde anterior.

       De acordo com Martin Stevens, pesquisador de óptica quântica do NIST, foi usado um equipamento detector de fótons extremamente sensível, já que 99% dos fótons transmitidos pelo teletransporte se perdem no caminho e nunca completam o percurso. Esse detector avançado de um fóton único tem em sua composição fios supercondutores de siliceto de molibdênio (MoSi₂), com cerca de 150 nanômetros de largura e resfriado a cerca de -272 ºC, ou aproximadamente de 1 grau acima do zero absoluto - mais gelado que a superfície de Plutão.

       O que o detector conseguiu foi justamente medir o sinal fraco desse 1% que conseguiu passar pelos 102 km de fibra, tornando a técnica mais eficiente. Para efeito de comparação, esse novo sistema de detecção mostra níveis de performance até 80% melhores que estudos anteriores. Neste caso, o recorde de maior distância percorrida em teletransporte quântico pertencia a uma equipe de físicos de Viena, que usou uma extensão de 144 km entre duas das ilhas Canárias.

       As aplicações do teletransporte quântico são muitas, e beneficiam principalmente o setor de comunicações. Um exemplo é a criação de um supercomputador quântico que pode processar bilhões e bilhões de dados extremamente complexos a velocidades muito acima da média das máquinas atuais mais potentes. Outra possibilidade é levar esse conceito para a internet, garantindo que informações sejam enviadas na rede de uma forma mais segura e com um altíssimo nível de segurança e criptografia.

       Claro que esse é um longo caminho a trilhar, mas a quebra do recorde é um sinal de que os cientistas estão avançando nesse campo de estudo. Segundo Stevens, o próximo passo é desenvolver um detector de fótons ainda mais preciso para aumentar as distâncias percorridas através do teletransporte quântico.

Fonte: http://canaltech.com.br/noticia/ciencia/teletransporte-quantico-cientistas-marcam-novo-recorde-nos-eua-50393/