Computador quântico está se aproximando

Físicos descobrem efeito de fortalecimento do spin

Elétrons de spin para cima e para baixo - MMCD / Podbregar
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Os pesquisadores descobriram um novo efeito fundamental que permite amplificar as correntes de spin. Assim, a equipe de pesquisa percebeu um importante alicerce para os chamados dispositivos spintrônicos, que - segundo uma visão do futuro - devem permitir a transferência de dados em velocidade inatingível por meio de correntes de rotação.

O spin de elétrons é uma quantidade mecânica quântica que descreve um tipo de movimento rotacional dos elétrons com um momento angular correspondente. A rotação pode levar duas orientações para um dado eixo - para cima ou para baixo. "Pode-se pensar na rotação de um elétron como uma flecha. Se as setas não apontam aleatoriamente para cima ou para baixo, mas todas em uma direção, uma corrente de rotação flui junto com a corrente elétrica quando os elétrons estão em movimento ", diz o professor Sergei Demokritov, da Universidade de Münster, chefe do novo estudo.

As correntes de rotação permitem a transmissão rápida de dados

Correntes elétricas são usadas na eletrônica cotidiana. As correntes de rotação formam a base da spintrônica. Em um sistema spintronic, as correntes de rotação permitem rápida transferência, processamento e armazenamento de dados. De acordo com a visão dos cientistas, a spintronics poderia se tornar um computador quântico que ultrapassa em muito os supercomputadores mais poderosos da atualidade.

Enquanto a corrente elétrica é sempre encaminhada, a corrente de rotação "bisbilhota", no entanto, porque as setas se reorganizam aleatoriamente ao longo do tempo. Consequentemente, o momento angular é transferido para a rede cristalina. "Para entender isso, é melhor pensar em duas bacias hidrográficas interconectadas", explica Demokritov, que relata as novas descobertas na revista Nature Materials, junto com colegas da Universidade de Cambridge, Inglaterra.

Fluxo de momento angular invertido

"A única bacia representa uma estrutura de cristal composta por átomos individuais. A outra bacia representa um sistema magnético dentro da grade, que estimulamos por um campo magnético externo. De uma bacia, a água flui para a outra bacia até que o nível da água seja o mesmo. É semelhante ao momento de rotação ou angular. Momento angular excessivo do sistema magnético é transferido para os átomos da rede cristalina. No final, nenhuma corrente de rotação flui mais. "

Os físicos conseguiram, pela primeira vez, reverter o fluxo de momento angular. O efeito descoberto garante que a rede de cristal em si envie momento angular para o sistema magnético e amplifique a corrente de rotação. "Isto realizou um transistor de corrente de rotação. Como um transistor convencional que amplifica sinais elétricos, ele pode ser usado em dispositivos spintrônicos ", explica Demokritov. (Nature Materials, 2011; DOI: 10.1038 / nmat3053)

(Universidade de Münster, 07.07.2011 - DLO)