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Energia

Mangueira magnética transporta magnetismo para múltiplos locais

Com informações da PhysicsWorld - 10/05/2013

Mangueira magnética transporta magnetismo para múltiplos locais
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.

Mangueira magnética transporta magnetismo para múltiplos locais
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.

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.

Bibliografia:

Artigo: Magnetic hose: Routing and Long-distance Transportation of Magnetic Fields
Autores: Carles Navau, Jordi Prat-Camps, Oriol Romero-Isart, J. Ignacio Cirac, Alvaro Sanchez
Revista: arXiv
Link: http://arxiv.org/abs/1304.6300






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