Cientistas jogam pingue-pongue com elétrons

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/09/2011

Os elétrons são rebatidos de um lado para o outro por ondas sônicas superficiais.
[Imagem: Ruhr University]

Dados em elétrons

Jogar pingue-pongue com elétrons pode parecer diversão de físico no fim de semana.

Mas a coisa ganha muita seriedade se você levar em conta que os elétrons podem transportar informações.

E controlar com precisão o movimento de um elétron, sem que ele perca essas informações, é tudo o que sonham os cientistas que trabalham com a computação quântica.

Registrar um dado em um elétron não é tão difícil, mas fazê-lo viajar sem perder a informação pelo caminho é um verdadeiro pesadelo.

Não é para menos: ao viajar ao longo de um fio, por exemplo, o elétron está na verdade navegando por um mar de outros elétrons, todos prontos a causar sua "decoerência", que é como os físicos chamam quando um elétron perde seu dado pelo caminho.

Pingue-pongue de elétrons

De forma não tão surpreendente para quem acompanha as descobertas científicas, uma solução para esse problema foi encontrada simultaneamente por duas equipes, trabalhando de forma independente.

Pelo menos já são duas equipes para um campeonato de pingue-pongue de elétrons - Rob McNeil e seus colegas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, e Tristan Meunier, que coordenou uma equipe de pesquisadores franceses, alemães e japoneses.

A equipe britânica conseguiu movimentar um elétron individual ao longo de um nanofio, rebatendo-o de um lado para o outro 60 vezes, a uma distância de 4 micrômetros.

O grupo do Dr. McNeil fez praticamente a mesma coisa, usando um nanofio de 3 micrômetros.

Para que os elétrons ficassem bem-comportados em cima da mesa de pingue-pongue, o experimento foi feito em temperatura criogênica.
[Imagem: McNeil et al.]

Pingue-pongue de elétrons

Os cientistas usaram dois pontos quânticos - pequenas armadilhas capazes de aprisionar elétrons individuais - unidos por um nanofio de 4 e 3 micrômetros de comprimento.

Em vez de raquetes, para induzir o elétron a sair de um desses poços e ir para o outro são usadas ondas sônicas superficiais.

O pulso sônico, ao viajar ao longo da superfície, gera uma onda de potencial no material.

Ao passar pelo ponto quântico onde está o elétron, essa onda o empurra na direção do outro ponto quântico, de onde ele é "raquetado" de volta por outro pulso sônico.

Este esquema de movimentação poderá ser explorado, por exemplo, para transferir informações entre a memória e um processador quântico.

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