Os pesquisadores criaram com sucesso novos tipos de supercondutores, organizando os átomos um por um, o que poderia levar ao desenvolvimento de materiais inovadores e a avanços na computação quântica. O estudo aponta para uma abordagem promissora para superar as limitações dos materiais que ocorrem naturalmente, abrindo caminho para novos estados da matéria nas futuras tecnologias eletrônicas e de computação.
A eletrônica do futuro depende da descoberta de materiais únicos. No entanto, às vezes a topologia dos átomos que ocorrem naturalmente dificulta a criação de novos efeitos físicos. Para resolver este problema, cientistas da Universidade de Zurique conseguiram projetar um supercondutor milho Simultaneamente, criando novos estados da matéria.
Como será o computador do futuro? Como isso funcionará? A busca por respostas a essas perguntas é um dos principais impulsionadores da pesquisa em física básica. Existem muitos cenários possíveis, desde o desenvolvimento da eletrônica clássica até a computação neural e os computadores quânticos.
O elemento comum em todas estas abordagens é que elas se baseiam em novos efeitos físicos, alguns dos quais até agora só foram previstos teoricamente. Os pesquisadores estão fazendo grandes esforços e usando equipamentos de última geração na busca por novos materiais quânticos que lhes permitam criar tais efeitos. Mas e se não houver materiais naturais adequados?
Uma nova abordagem para supercondutividade
Num estudo recente publicado em Física da natureza, O grupo de pesquisa do professor Titus Neubert da Universidade ZH, trabalhando em estreita colaboração com físicos do Instituto Max Planck de Física de Estruturas Finas em Halle (Alemanha), forneceu uma solução possível. Os próprios pesquisadores produziram os materiais necessários – um átomo de cada vez.
Eles estão se concentrando em novos tipos de supercondutores, que são particularmente interessantes porque não oferecem resistência elétrica em baixas temperaturas. Às vezes chamados de “ímãs binários perfeitos”, os supercondutores são usados em muitos computadores quânticos devido às suas interações incomuns com campos magnéticos. Os físicos teóricos passaram anos pesquisando e prevendo diferentes estados supercondutores. “No entanto, até agora apenas alguns deles foram comprovados de forma conclusiva em materiais”, diz o professor Neubert.
Dois novos tipos de supercondutividade
Na sua emocionante colaboração, os investigadores da Universidade ZH previram teoricamente como os átomos seriam organizados para criar uma nova fase supercondutora, e a equipa na Alemanha conduziu então experiências para implementar a topologia relevante. Usando um microscópio de tunelamento de varredura, eles moveram os átomos e os colocaram no lugar certo com precisão atômica.
O mesmo método também foi usado para medir as propriedades magnéticas e supercondutoras do sistema. Ao depositar átomos de cromo na superfície do nióbio supercondutor, os pesquisadores conseguiram criar dois novos tipos de supercondutividade. Métodos semelhantes foram usados anteriormente para manipular átomos e moléculas metálicas, mas até agora nunca foi possível fazer supercondutores 2D usando esta abordagem.
Os resultados não só confirmam as previsões teóricas dos físicos, mas também lhes dão motivos para especular sobre que outros novos estados da matéria poderiam ser criados desta forma, e como poderão ser usados em computadores quânticos no futuro.
Referência: “Redes 2D Chiba como uma plataforma potencial para supercondutividade topológica cristalina” por Martina O. Soldini, Felix Koster, Glenn Wagner, Souvik Das, Amal Darawsheh, Ronnie Thomali, Samir Lounis, Stuart SB Parkin, Paolo Ceci e Titus Neubert, 10 de julho de 2023, Física da natureza.
doi: 10.1038/s41567-023-02104-5
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