Dia Quântico: Descoberto um exótico cristal quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/08/2011

Distribuição de densidade das partículas quânticos, os excitons, no plano do poço quântico. Amarelo corresponde a densidades mais altas, vermelho a densidades menores e verde a densidade zero. A temperatura constante, a densidade é elevada da esquerda para a direita.
[Imagem: Michael Bonitz/ITAP/CAU Kiel]

Cristalização

Cientistas da Universidade de Kiel, na Alemanha, descobriram uma nova forma de matéria cristalina.

Existem dois tipos opostos de sólidos na natureza: um que é criado quando um líquido é comprimido, e outro que emerge quando a pressão sobre um líquido é reduzida.

Quase todos os sólidos que você conhece pertencem à segunda categoria. O primeiro tipo surge em densos líquidos quânticos de elétrons ou de íons, em anãs brancas ou em estrelas de nêutrons, por exemplo.

Agora os cientistas descobriram que há uma terceira forma de matéria, que herda as propriedades dos outros dois tipos, no qual essas reações contraditórias à compressão parecem coexistir.

Poços quânticos

Esse comportamento estranho surge em um lugar que poucos sabem que existe: dentro de um poço quântico semicondutor, colocado dentro de um forte campo magnético.

Um poço quântico é uma pequena armadilha capaz de aprisionar elétrons, somente os liberando quando atingido pela energia específica para a qual foi projetado.

O cristal em questão é formado por excitons, uma quasipartícula semelhante a um átomo de hidrogênio, mas formada por uma conexão entre um elétron - com carga negativa - e uma lacuna - com carga positiva.

Padrões de derretimento

Os autores afirmam que a coexistência dos dois comportamentos aparentemente contraditórios de "derretimento" pode ser explicada pelas forças que agem entre dois excitons: sob baixa pressão, os excitons se repelem pela ação de uma força dipolo, e formam um líquido quântico. Quando comprimidos, o fluido "congela" para formar o cristal exciton.

Onde encontrar esses cristais quânticos exóticos? Os pesquisadores dão uma boa pista: em poços quânticos de seleneto de zinco ou de arseneto de gálio.

Dia marcante na computação quântica

Este é o terceiro de um conjunto de três avanços na área da computação quântica divulgados no dia de hoje:

• Dia Quântico: Memória quântica de diamante
• Dia Quântico: Átomos são entrelaçados por micro-ondas
• Dia Quântico: Descoberto um exótico cristal quântico

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