Físicos da Caltech no Instituto de Informação Quântica e Matéria descobriram o primeiro cristal líquido quântico 3D.
A imagem da direita é um cristão líquido quântico 3D. Créditos: Hsieh Lab / Caltech
Este é um novo estado da matéria que eles esperam que terá aplicações em computação quântica ultra-rápida, e os pesquisadores acreditam que esta descoberta é apenas a 'ponta do iceberg'.
As moléculas de cristais líquidos padrão fluem livremente como se fosse um líquido, mas mantêm-se direcionalmente orientadas como um sólido. Os cristais líquidos podem ser feitos artificialmente, como aqueles em telas de dispositivos eletrônicos, ou encontrados na natureza, como os encontrados em membranas celulares biológicas.
Cristais líquidos quânticos foram descobertos pela primeira vez em 1999; suas moléculas se comportam como aqueles em cristais líquidos regulares, mas seus elétrons preferem orientar-se ao longo de certos eixos.
Os elétrons nos cristais líquidos quânticos 3D exibem propriedades magnéticas diferentes, dependendo do sentido que fluem ao longo de um determinado eixo.
Em termos práticos, isto significa que a eletrização desses materiais os transforma em ímãs, ou muda a força ou a orientação de seu magnetismo.
A equipe de investigação espera que cristais líquidos quânticos 3D podem avançar no campo da concepção e criação de chips de computador mais eficientes, ajudando os cientistas da computação a explorar a direção que os elétrons giram.
A descoberta de cristal líquido quântico 3D também poderia avançar-nos ao longo da estrada na construção de computadores quânticos, que irá descriptografar os códigos e fazer outros cálculos com velocidades muito mais altas graças à natureza quântica das partículas.
Conseguir um computador quântico é um desafio, porque os efeitos quânticos são delicados e passageiros. Eles podem ser alterados ou destruídos simplesmente através de suas interações com os ambientes circundantes.
Este problema pode ser solucionado por uma técnica que exige um material especial, chamado um supercondutor topológico - que é onde os cristais líquidos quânticos 3D entram.
"Da mesma forma que os cristais líquidos quânticos 2D têm sido propostos para serem precursores para supercondutores de alta temperatura, cristais líquidos quânticos 3D poderiam ser os precursores dos supercondutores topológicos que temos procurado," disse o professor assistente de física David Hsieh da Caltech e investigador principal do novo estudo, em uma entrevista para um comunicado de imprensa da Caltech.
"Ao invés de confiar no acaso para encontrar supercondutores topológicos, agora podemos ter uma rota para racionalmente criá-los usando cristais líquidos quânticos 3D", disse John Harter, o principal autor do novo estudo publicado na Science, durante a conferência à imprensa.
"É o próximo passo na nossa agenda."
Este artigo foi publicado originalmente pelo Futurismo.
Traduzido e adaptado de Science Alert
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Graduado em Física pela UEPB. Mestre em física com ênfase em Cosmologia pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, etnoastronomia, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência em informática e Física. Artista plástico. Fundador do Projeto Mistérios do Universo. Membro da Associação Paraibana de Astronomia e da Sociedade Astronômica Brasileira. Pai, nerd, colecionador, aficionado pela arte, por livros, pela ciência, pela astronomia e pelo Universo.