17/06/2020 às 20h11min - Atualizada em 17/06/2020 às 20h11min

Construída primeira bateria quântica

Ela consiste em um nanofio de arseneto de índio (InAs), um semicondutor composto de índio e arsênico

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Bateria de fase quântica - Ilustração

As baterias  estão por toda a parte, dos aparelhos eletrônicos às ferramentas e carros.

Essas baterias clássicas, ou pilhas de Volta, convertem energia química em uma tensão elétrica, que "empurra" os elétrons na forma de uma corrente, usada então para alimentar os aparelhos.

Em muitas tecnologias quânticas, os componentes e circuitos são baseados em materiais supercondutores, nos quais as correntes elétricas podem fluir sem a necessidade de aplicar uma tensão; portanto, não há necessidade de uma bateria clássica nesses sistemas.

Essas correntes elétricas são chamadas supercorrentes porque não apresentam perdas de energia. Elas são induzidas não a partir de uma tensão, mas a partir de uma diferença de fase da função de onda do circuito quântico, o que está diretamente relacionada à natureza de onda da matéria - dos elétrons, mas especificamente.

Assim, por analogia, um dispositivo capaz de fornecer uma diferença de fase persistente pode ser chamado de "bateria de fase quântica", já que ela induz supercorrentes em um circuito quântico.

E foi justamente essa bateria quântica que Elia Strambini e seus colegas da Espanha e da Itália acabam de construir, depois de terem demonstrado os princípios teóricos que fundamentam seu funcionamento.

A bateria de fase quântica - ou bateria de fase Josephson - consiste em uma combinação de materiais supercondutores e magnéticos que, juntos, apresentam um efeito relativístico intrínseco, chamado acoplamento spin-órbita.

Essa conexão entre eletrecidade e magnetismo só foi descoberta muito recentemente, mas já está na base de tecnologias emergentes, como a spintrônica.

Strambini identificou agora uma combinação de materiais adequada para explorar esse efeito, o que permitiu que ele e seus colegas fabricassem a primeira bateria de fase quântica.

Ela consiste em um nanofio de arseneto de índio (InAs), um semicondutor composto de índio e arsênico. Quando dopado com cargas negativas, esse semicondutor se transforma no núcleo da bateria - a pilha -, enquanto cabos supercondutores de alumínio conectados a ele se tornem os pólos da bateria.

Outra diferença em relação às baterias clássicas é que a bateria quântica é carregada aplicando-lhe um campo magnético, e não um campo elétrico.

 

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