Nanotecnologia

Nano-hashtag pode revelar partícula que é sua própria antipartícula

Redação do Site Inovação Tecnológica -  04/09/2017

#Majorana - esta é a estrutura fundamental do chip quântico onde as exóticas partículas deverão "dançar" uma com a outra sem se destruir. [Imagem: Sasa Gazibegovic et al. - 10.1038/nature23468]

Férmions de Majorana

Um pequeno chip formado por estruturas que lembram o símbolo do jogo da velha - #, hoje mais conhecido como hashtag - promete fornecer uma prova mais convincente da existência das misteriosas partículas de Majorana e facilitar seu uso prático nos computadores quânticos.

Os férmions de Majorana, demonstrados pela primeira vez em 2012, depois de 75 anos de buscas, são suas próprias antipartículas.

Não há casamento ou reação entre elas: basta que duas se encontrem para que se aniquilem mutuamente, emitindo um disparo de energia.

A prova já está posta e aceita pela comunidade científica, mas a própria equipe que as descobriu não se deu por satisfeita, e afirma que a "prova mais emocionante" poderá ser obtida permitindo que duas partículas de Majorana troquem lugar, ou "trancem", como os físicos chamam o fenômeno.

"Essa é a arma fumegante. O comportamento que então veremos pode ser a evidência mais conclusiva das Majoranas," sugere o professor Erik Bakkers, da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda.

#Chip

No experimento original de 2012, duas partículas de Majorana foram localizadas no mesmo nanofio, mas não conseguiram passar uma pela outra sem se destruírem de imediato - lembre-se que a partícula é antipartícula dela mesma. O nanofio é necessário para sua manifestação, mas não há lugar lá para duas delas.

Agora, a equipe literalmente criou um espaço para que as partículas possam se entrelaçar sem se chocar. Eles formaram interseções usando o mesmo tipo de nanofio, de modo que quatro dessas interseções formam uma hashtag (#), criando assim um circuito fechado ao longo do qual as Majoranas podem se mover e se cruzar.

Se o chip permitir que as partículas de Majorana "trancem", serão dois coelhos com uma cajadada só.

Dada a sua robustez, as partículas de Majorana são consideradas como o bloco de construção ideal para os futuros computadores quânticos, que poderão realizar vários cálculos simultaneamente e, portanto, muitas vezes mais rápido do que os computadores atuais.

Ou seja, além de darem a demonstração cabal da existência e do comportamento dessa partícula para lá de exótica, o trançamento de duas partículas de Majorana constituirá a base para um qubit sem as fraquezas das atuais unidades de cálculo dos computadores quânticos.

Bibliografia:

Epitaxy of Advanced Nanowire Quantum Devices
Sasa Gazibegovic, Diana Car, Hao Zhang, Stijn C. Balk, John A. Logan, Michiel W. A. de Moor, Maja C. Cassidy, Rudi Schmits, Di Xu, Guanzhong Wang, Peter Krogstrup, Roy L. M. Op het Veld, Kun Zuo, Yoram Vos, Jie Shen, Daniël Bouman, Borzoyeh Shojaei, Daniel Pennachio, Joon Sue Lee, Petrus J. van Veldhoven, Sebastian Koelling, Marcel A. Verheijen, Leo P. Kouwenhoven, Chris J. Palmstrom, Erik P. A. M. Bakkers
Nature
Vol.: 548, 434-438
DOI: 10.1038/nature23468