Physics News Update nº 800
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 800, de 9 de novembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi.
MATÉRIA DE EXCITONS COERENTES foi relatada por um grupo da Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD). Eles afirmar que seu enxame de excitons super-resfriado age igual a um Condesnado Bose-Einstein (BEC), mas também pode ser um novo tipo de condensado quântico, no qual as várias partículas agem como se fossem uma única entidade. Excitons são objetos artificiais emparelhados, à deriva em um semicondutor, e consistem de um elétron excitado, fora de seu orbital natal e o buraco que ele deixa, O elétron negativamente carregado e o buraco positivamente carregado são ligados entre si e irão, usualmente, após cerca de um nanossegundo, recombinar, um evento que atira o elétron de volta a sua banda natal e libera um pequeno pacote de luz. É dessa forma que os Diodos Emissores de Luz (LEDs) produzem sua luminosidade. Na experiência da UCSD, os excitons vivem muito mais do que o usual – o bastante para serem estudados como se fossem uma espécie de átomo – uma vez que os parceiros são mantidos algo separados em nano-estruturas (poços quânticos) no corpo da amostra de semicondutor. Os excitons podem perambular no plano da estrutura do poço quântico e, em um anel de 20 mírcrons de largura, constituírem um tipo de gás que pode ser resfriado a temperaturas ultra-baixas. Quando resfriado abaixo de 5°K, este gás começa a mostrar indícios de que se condensou espontaneamente em um tipo de estado quântico coerente. Da mesma forma que os BECs (no qual os átomos são resfriados ao ponto em que suas ondas de matéria se superpõem e se tornam, com efeito, um único sistema quântico coerente) são registrados pela liberação dos átomos de seus campos magnéticos de confinamento, no caso do condensado de excitons, ele se revela pelo rastro dos fótons. Os fótons, gerados pela aniquilação dos elétrons e seus buracos-parceiros, ao deixarem a área do anel, entram em um dispositivo óptico e, na forma de ondas (que são as “testemunhas” dos excitons originais) produzem um padrão de interferência de alto contraste, o que sugere a natureza coerente do gás de excitons. Além disso, o contraste das franjas de interferência fornece a extesão da coerência – cerca de 2 mícrons ( imagens aqui ). O pesquisador Leonid Butov, de San Diego, acredita que a controvérsia cercou relatos anteriores de condensados de excitons, e acredita que os novos resultados são particularmente claros em mostrar um padrão de interferência e na demonstração da coerência quântica. Como outros que estudam matéria coerente, Butov prevê que dispositivos quânticos de emprego prático seguirão essa linha de pesquisa. (Yang et al., Physical Review Letters, 3 de novembro de 2006; ver aqui o press release da UCSD )
MEDINDO MOMENTOS MAGNÉTICOS ABSOLUTOS. Ainda no tempo de Lorde Kelvin, há um século, os cientistas reconheceram que uma mudança no ambiente magnético poderia alterar a resistência elétrica de um material. Naquela época, o efeito era de 5%. Nas alturas da década de 1990, entratanto, se o material fosse constituído de um sanduíche de filmes alternadamente magnéticos e não-magnéticos, o efeito podia chegar até 60%. Esta “magnetorresistência gigante” é, atualmente, o mecanismo que faz funcionar muito do armazenamento e dados em fitas e discos rígidos. Forçando as pequenas correntes elétricas induzidas a pular através das camadas isolantes, à medida em que passa de uma camada magnética para outra, a modificação na resistência ode chegar a 400%. Isto se traduz em densidades de armazenamento e dados da ordem de 300 bilhões de bits por polegada quadrada [nota do tradutor: não há meio dos americanos pensarem em termos decimais…]. Fabio da Silva da Universidade do Colorado em Denver e do Centro de Ciência de Saúde, e seus colegas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), em Boulder, Colorado, agora empregam o efeito de magnetorresistência, não para armazenar dados, mas para estudar o próprio processo pelo qual os pequenos domínios no meio de armazenamento são magnetizados, em primeiro lugar. Usando a magnetorresistência anisotrópica (AMR), na qual a resistência das amostras muda quando o material é re-magnetizado em uma direção diferente daquela da corrente que passa, os pesquisadores podem medir o magnetismo fundamental do próprio domínio (4 mícrons). Eles esperam que esses resultados possam servir como referência para calibrar magnetômetros convencionais, dispositivos que medem os campos magnéticos em objetos que variam de dispositivos eletrônicos de consumo, até o campo da geofísica. Os resultados serão relatados na próxima semana no simpósio da AVS (ciência do vácuo), em São Francisco. (4ª feira, 15 de novembro e 2006, 8:40 h. Ver resumo aqui )
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
MATÉRIA DE EXCITONS COERENTES foi relatada por um grupo da Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD). Eles afirmar que seu enxame de excitons super-resfriado age igual a um Condesnado Bose-Einstein (BEC), mas também pode ser um novo tipo de condensado quântico, no qual as várias partículas agem como se fossem uma única entidade. Excitons são objetos artificiais emparelhados, à deriva em um semicondutor, e consistem de um elétron excitado, fora de seu orbital natal e o buraco que ele deixa, O elétron negativamente carregado e o buraco positivamente carregado são ligados entre si e irão, usualmente, após cerca de um nanossegundo, recombinar, um evento que atira o elétron de volta a sua banda natal e libera um pequeno pacote de luz. É dessa forma que os Diodos Emissores de Luz (LEDs) produzem sua luminosidade. Na experiência da UCSD, os excitons vivem muito mais do que o usual – o bastante para serem estudados como se fossem uma espécie de átomo – uma vez que os parceiros são mantidos algo separados em nano-estruturas (poços quânticos) no corpo da amostra de semicondutor. Os excitons podem perambular no plano da estrutura do poço quântico e, em um anel de 20 mírcrons de largura, constituírem um tipo de gás que pode ser resfriado a temperaturas ultra-baixas. Quando resfriado abaixo de 5°K, este gás começa a mostrar indícios de que se condensou espontaneamente em um tipo de estado quântico coerente. Da mesma forma que os BECs (no qual os átomos são resfriados ao ponto em que suas ondas de matéria se superpõem e se tornam, com efeito, um único sistema quântico coerente) são registrados pela liberação dos átomos de seus campos magnéticos de confinamento, no caso do condensado de excitons, ele se revela pelo rastro dos fótons. Os fótons, gerados pela aniquilação dos elétrons e seus buracos-parceiros, ao deixarem a área do anel, entram em um dispositivo óptico e, na forma de ondas (que são as “testemunhas” dos excitons originais) produzem um padrão de interferência de alto contraste, o que sugere a natureza coerente do gás de excitons. Além disso, o contraste das franjas de interferência fornece a extesão da coerência – cerca de 2 mícrons ( imagens aqui ). O pesquisador Leonid Butov, de San Diego, acredita que a controvérsia cercou relatos anteriores de condensados de excitons, e acredita que os novos resultados são particularmente claros em mostrar um padrão de interferência e na demonstração da coerência quântica. Como outros que estudam matéria coerente, Butov prevê que dispositivos quânticos de emprego prático seguirão essa linha de pesquisa. (Yang et al., Physical Review Letters, 3 de novembro de 2006; ver aqui o press release da UCSD )
MEDINDO MOMENTOS MAGNÉTICOS ABSOLUTOS. Ainda no tempo de Lorde Kelvin, há um século, os cientistas reconheceram que uma mudança no ambiente magnético poderia alterar a resistência elétrica de um material. Naquela época, o efeito era de 5%. Nas alturas da década de 1990, entratanto, se o material fosse constituído de um sanduíche de filmes alternadamente magnéticos e não-magnéticos, o efeito podia chegar até 60%. Esta “magnetorresistência gigante” é, atualmente, o mecanismo que faz funcionar muito do armazenamento e dados em fitas e discos rígidos. Forçando as pequenas correntes elétricas induzidas a pular através das camadas isolantes, à medida em que passa de uma camada magnética para outra, a modificação na resistência ode chegar a 400%. Isto se traduz em densidades de armazenamento e dados da ordem de 300 bilhões de bits por polegada quadrada [nota do tradutor: não há meio dos americanos pensarem em termos decimais…]. Fabio da Silva da Universidade do Colorado em Denver e do Centro de Ciência de Saúde, e seus colegas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), em Boulder, Colorado, agora empregam o efeito de magnetorresistência, não para armazenar dados, mas para estudar o próprio processo pelo qual os pequenos domínios no meio de armazenamento são magnetizados, em primeiro lugar. Usando a magnetorresistência anisotrópica (AMR), na qual a resistência das amostras muda quando o material é re-magnetizado em uma direção diferente daquela da corrente que passa, os pesquisadores podem medir o magnetismo fundamental do próprio domínio (4 mícrons). Eles esperam que esses resultados possam servir como referência para calibrar magnetômetros convencionais, dispositivos que medem os campos magnéticos em objetos que variam de dispositivos eletrônicos de consumo, até o campo da geofísica. Os resultados serão relatados na próxima semana no simpósio da AVS (ciência do vácuo), em São Francisco. (4ª feira, 15 de novembro e 2006, 8:40 h. Ver resumo aqui )
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
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