Caros Leitores;
Colisor de elétrons construído por Niels Ubbelohde e colegas da Universidade Técnica de Braunschweig (Alemanha).
[Imagem: Niels Ubbelohde et al. - 10.1038/s41565-023-01370-x]
Colisor em um chip
Os aceleradores de elétrons estão entre as instalações científicas mais versáteis que existem, sendo úteis em campos que vão da caracterização de minerais ao desenvolvimento de novos medicamentos.
Mas há muitas outras aplicações que não podem se beneficiar de laboratórios tão grandes - eles tipicamente têm o tamanho de um estádio de futebol e custam milhões de dólares.
Na verdade, a miniaturização dos aceleradores de partículas é um esforço antigo, já existindo até um acelerador de elétrons do tamanho de um grão de arroz.
Mas tudo pode ficar ainda melhor se for possível construir não apenas um acelerador, mas um colisor, que acelere precisamente os elétrons e os faça interagir.
Agora, nada menos do que três equipes, trabalhando independentemente, anunciaram ter conseguido justamente isto, levar os aceleradores de elétrons para dentro de chips e fazer isso com a precisão necessária para lidar com elétrons individuais, o que finalmente permitiu a criação de colisores de elétrons dentro de um chip.
E a precisão alcançada tem benefícios de longo alcance. A possibilidade de lidar não com feixes de elétrons, mas com elétrons individuais, permitirá levar o sensoriamento a um novo patamar, desenvolver novos tipos de qubits para computadores quânticos, desenvolver a óptica quântica e uma série de outras possibilidades, não se esquecendo, claro, dos estudos fundamentais de física.
Embora tenham membros de várias instituições, as equipes foram lideradas por pesquisadores da Universidade Técnica de Braunschweig (Alemanha), Universidade Grenoble Alpes (França) e Laboratório Nacional de Física (Reino Unido).
Colisor de elétrons construído por Junliang Wang e colegas da Universidade Grenoble Alpes (França).
[Imagem: Wang et al. - 10.1038/s41565-023-01368-5]
Elétrons voadores
Os colisores em um chip integram as fontes de elétron único, um mecanismo de temporização de disparo ultrapreciso, e os detectores de elétron único, que registram os resultados da colisão.
Um par de elétrons é gerado por duas fontes separadas e colocado em caminhos que se cruzam, para que uma colisão possa ocorrer. Se as fontes estiverem sincronizadas com precisão, a interação entre os dois elétrons na encruzilhada determinará qual caminho cada um deles tomará.
É por isso que é importante manter um mecanismo de relógio com precisão na faixa dos picossegundos (10-12 segundo), para que os elétrons sejam disparados com precisão suficiente para se encontrarem.
CPU quântica independente
Apesar da brevidade do encontro dos dois elétrons, as equipes construíram aparatos que permitem rastrear as trajetórias das partículas e, mais importante, controlar a interação dos dois elétrons.
Estas demonstrações de interação de elétrons resolvidas no tempo não apenas mostram que elétrons relativísticos podem ser usados como um sensor ou como um interruptor ultrarrápido, como também demonstra um mecanismo acessível para gerar o fenômeno do entrelaçamento quântico, um componente chave da computação quântica e de outras tecnologias quânticas.
"Os qubits de elétrons voadores são vistos como um potencial link de informação dentro de um computador quântico, mas também promete - assim como as abordagens fotônicas similares - uma unidade de processamento quântico independente. Em contraste com seu equivalente fotônico, as implementações de elétron-óptica quântica estão sujeitas à interação de Coulomb, que fornece uma rota direta para emaranhar o grau de liberdade do orbital ou do spin," escreveram Junliang Wang e seus colegas.
Bibliografia:
Artigo: Two electrons interacting at a mesoscopic beam splitter
Autores: Niels Ubbelohde, Lars Freise, Elina Pavlovska, Peter G. Silvestrov, Patrik Recher, Martins Kokainis, Girts Barinovs, Frank Hohls, Thomas Weimann, Klaus Pierz, Vyacheslavs Kashcheyevs
Revista: Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/s41565-023-01370-x
Artigo: Time-resolved Coulomb collision of single electrons
Autores: Jonathan D. Fletcher, W. Park, S. Ryu, P. See, J. P. Griffiths, G. A. C. Jones, I. Farrer, D. A. Ritchie, H.-S. Sim, M. Kataoka
Revista: Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/s41565-023-01369-4
Artigo: Coulomb-mediated antibunching of an electron pair surfing on sound
Autores: Junliang Wang, Hermann Edlbauer, Aymeric Richard, Shunsuke Ota, Wanki Park, Jeongmin Shim, Arne Ludwig, Andreas D. Wieck, Heung-Sun Sim, Matias Urdampilleta, Tristan Meunier, Tetsuo Kodera, Nobu-Hisa Kaneko, Hermann Sellier, Xavier Waintal, Shintaro Takada, Christopher Bäuerle
Revista: Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/s41565-023-01368-5
Para saber mais, acesse os links acima>
Fonte:Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/07/2023
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=colisores-de-eletrons-dentro-chips&id=010165230703
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
Acesse abaxo, os links das Livrarias>
Nenhum comentário:
Postar um comentário