quarta-feira, 20 de abril de 2011
Arte spintrônica
Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/03/2011
Caneta quântica escreve com átomos em cristal de luz
Com a ajuda de um feixe de laser, átomos individuais presos em um cristal óptico podem ser manipulados de forma precisa.[Imagem: I. Bloch/MPQ]
O instrumento, criado por cientistas do Instituto Max Planck na Alemanha, permite a manipulação de átomos individuais presos em uma rede de luz, organizando-os no padrão desejado.
Este um feito importante na área da computação quântica e dos simuladores quânticos, que poderão ser usados para estudar o comportamento de sistemas complexos demais para os simuladores computacionais tradicionais.
Cristal de luz
O tabuleiro onde os átomos são movidos é um cristal de luz, um arranjo óptico artificial onde uma série de lasers cria uma rede óptica que é um análogo da rede atômica de um cristal real.
O cristal de luz pode ser melhor entendido quando comparado com uma cartela de ovos - os lasers superpostos criam as separações, ou as paredes da cartela. Cada "buraco" dessa cartela óptica é capaz de acomodar um único átomo, que fica preso pelos feixes de luz ao seu redor.
Usando um microscópio eletrônico para guiá-los, os cientistas dispararam um laser altamente focalizado, de forma que ele atingisse os átomos individualmente, com altíssima precisão.
O laser deforma ligeiramente a camada de elétrons do átomo, alterando seu spin. Átomos com spin - com um momento angular intrínseco - comportam-se como se fossem pequenas agulhas magnéticas, que podem se alinhar em dois sentidos opostos.
Se os átomos forem irradiados com micro-ondas que estejam em ressonância com o spin alterado, somente os átomos que foram atingidos pelo laser absorvem o fóton de micro-ondas, o que faz seu spin se inverter. Todos os outros átomos do cristal de luz permanecem inalterados.
Ou seja, o experimento é capaz de usar o spin dos elétrons para armazenar dados digitais, que eventualmente poderão ser processados em um computador quântico.
Os padrões escritos com a caneta atômica têm entre 10 e 30 átomos, presos no interior de um cristal de luz. [Imagem: I. Bloch/C. Weitenberg/P. Schaub/MPQ]
