Prepare-se para um conceito que parece saído da ficção científica, mas que é agora uma realidade científica. Uma equipa de físicos da Universidade de Konstanz, na Alemanha, descobriu um método para alterar as propriedades magnéticas de um material usando apenas pulsos de luz, fazendo-o comportar-se temporariamente como um material completamente diferente. A descoberta, detalhada na revista Science Advances, abre portas a novas e entusiasmantes possibilidades para o armazenamento de dados, processamento de informação a velocidades de terahertz e até para a investigação quântica à temperatura ambiente.
Afinal, o que são os magnões?
Para compreender esta "magia", é preciso conhecer os magnões. De forma simples, um magnão é uma partícula quântica que representa uma perturbação coletiva no alinhamento dos eletrões dentro de um material magnético. Imagine uma onda num estádio de futebol: quando uma pessoa se levanta, inspira a seguinte a fazer o mesmo, criando uma onda que percorre a bancada. De forma análoga, quando o spin de um eletrão se altera, cria uma onda de mudanças que se propaga pelo material. São estas "ondas" que a equipa de investigação, liderada por Davide Bossini, conseguiu controlar de forma precisa com pulsos de laser.
Um futuro sem sobreaquecimento e com materiais "à la carte"
Um dos maiores desafios da tecnologia atual é o calor. À medida que os processadores se tornam mais rápidos, geram mais calor, o que limita o seu desempenho. O método descoberto é não-térmico, ou seja, as alterações não são causadas pelo aquecimento do laser. "A causa é a luz, não a temperatura", explica Bossini. Esta abordagem evita a acumulação de calor, um obstáculo crítico no processamento de dados a alta velocidade.
Ao excitar pares de magnões de alta frequência, os investigadores conseguiram influenciar outros magnões no material, mudando as suas propriedades fundamentais. "Muda a natureza do material, o 'ADN magnético', por assim dizer, a sua 'impressão digital'. Praticamente, tornou-se um material diferente com novas propriedades temporárias", acrescenta o investigador. Esta capacidade de alterar as características de um material de forma controlada pode ser a chave para o desenvolvimento de novas tecnologias de armazenamento e processamento de informação.
Da bússola à computação quântica à temperatura ambiente
O mais surpreendente é que estas experiências foram realizadas com hematite, um minério de ferro abundante na natureza e historicamente usado em bússolas. Isto significa que a tecnologia não depende de elementos de terras raras ou materiais exóticos, tornando-a potencialmente mais acessível e sustentável.
As implicações estendem-se também ao campo da computação quântica. O método poderá permitir a criação de condensados de Bose-Einstein — um estado exótico da matéria onde os efeitos quânticos se tornam visíveis a uma escala macroscópica — à temperatura ambiente. Atualmente, para observar estes fenómenos é necessário arrefecer os materiais a temperaturas próximas do zero absoluto (-270 graus Celsius), um processo extremamente caro e complexo. Esta descoberta pode democratizar a investigação quântica.
Embora ainda seja necessário mais estudo, o trabalho da equipa de Konstanz demonstra uma forma completamente nova de manipular a matéria com luz, abrindo um caminho promissor para tecnologias de informação mais rápidas e eficientes, bem como para experiências quânticas mais acessíveis. "O resultado foi uma enorme surpresa para nós. Nenhuma teoria alguma vez o previu", conclui Bossini.
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