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Investigadores suíços criam primeiro mapa geométrico de um eletrão isolado

Ilustração criada pela Universidade de Basileia para descrever as relações determinadas por uma onda gerada pelo eletrão (o ponto vermelho no centro) e os campos magnéticos em redor (a amarelo)

Com recurso a nanocristais, que hoje são usados em ecrãs OLED ou painéis solares, tornou-se possível desenvolver uma forma de mapear parâmetros associados a eletrões, recolhendo a informação relacionada as forças e orientações exercidas pelos diferentes campos magnéticos

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O que fazem os eletrões quando ninguém está a ver? A questão ganhou contornos de ciência através de um estudo liderado pela Universidade de Basileia, da Suíça, que deu a conhecer aquele que será o primeiro mapa geométrico de um eletrão quando isolado.

O estudo, que mereceu publicação na Phisical Review Letters, pode ser especialmente útil para o desenvolvimento da computação quântica: uma vez que os eletrões, dada a sua natureza “imprevisível”, não são observáveis através de câmaras ou microscópios quando isolados, os investigadores da Universidade de Basileia tiveram de recorrer a uma tecnologia conhecida como Quantum Dots, explica o site Motherboard.

Os Quantum Dots mais não são que nanocristais que os especialistas comparam a átomos artificiais, por permitirem "prender" eletrões através de campos elétricos. Com estes nanocristais, que hoje são usados em ecrãs OLED ou painéis solares, tornou-se possível desenvolver uma forma de mapear os parâmetros associados aos eletrões, recolhendo a informação relacionada as forças e orientações exercidas pelos diferentes campos magnéticos.

Todos os dados recolhidos ao longo destes ensaios com pares de eletrões e nanocristais foram processados tendo em conta um modelo teórico que permitiu descrever as características produzidas pelas ondas geradas pelos eletrões. Além da descrição das características eletromagnéticas dos eletrões, o estudo acabou por desenvolver uma ferramenta que poderá vir a ser útil para o controlo e manipulação da atividade dos eletrões, através dos campos magnéticos exercidos a cada momento. O que poderá revelar-se providencial para o desenvolvimento da computação quântica.

A informática convencional tem por base a linguagem binária (composta por “zeros” e “uns”, que pretendem representar estados contrários, como aqueles que se registam quando um circuito está ligado por oposição a outro que está desligado). A computação quântica tira partido do conceito desenvolvido pelo físico austríaco Erwin Schrödinger que, na década de 1930, viria a concluir que um gato fechado numa caixa poderia estar simultaneamente vivo ou morto – o que serve de princípio teórico para admitir a hipótese de uma mesma partícula poder assumir dois estados aparentemente antagónicos.

Aplicado à computação, o princípio do “Gato de Schrödinger abre caminho ao desenvolvimento de linguagens de programação e de dispositivos que prometem exponenciar a velocidade e a quantidade de dados processados – uma vez que os sistemas quânticos passam a resolver, logo à partida, os diferentes problemas ou equações tendo em conta que o duplo estado de cada uma das repetivas variáveis em causa. Com o recurso a nanocristais, os investigadores da Universidade de Basileia passam a dispor de uma ferramenta que poderá ser útil para moldar a rotação de eletrões, que pode ser especialmente importante para formulação de bits quânticos (ou qubits), que correspondem à unidade mais elementar da informação tratada pelos computadores quânticos.

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