Colisores de eltrons so construdos dentro de chips

Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 03/07/2023

Colisor em um chip

Os aceleradores de eltrons esto entre as instalaes cientficas mais versteis que existem, sendo teis em campos que vo da caracterizao de minerais ao desenvolvimento de novos medicamentos.

Mas h muitas outras aplicaes que no podem se beneficiar de laboratrios to grandes – eles tipicamente tm o tamanho de um estdio de futebol e custam milhes de dlares.

Na verdade, a miniaturizao dos aceleradores de partculas um esforo antigo, j existindo at um acelerador de eltrons do tamanho de um gro de arroz.

Mas tudo pode ficar ainda melhor se for possvel construir no apenas um acelerador, mas um colisor, que acelere precisamente os eltrons e os faa interagir.

Agora, nada menos do que trs equipes, trabalhando independentemente, anunciaram ter conseguido justamente isto, levar os aceleradores de eltrons para dentro de chips e fazer isso com a preciso necessria para lidar com eltrons individuais, o que finalmente permitiu a criao de colisores de eltrons dentro de um chip.

E a preciso alcanada tem benefcios de longo alcance. A possibilidade de lidar no com feixes de eltrons, mas com eltrons individuais, permitir levar o sensoriamento a um novo patamar, desenvolver novos tipos de qubits para computadores qunticos, desenvolver a ptica quntica e uma srie de outras possibilidades, no se esquecendo, claro, dos estudos fundamentais de fsica.

Embora tenham membros de vrias instituies, as equipes foram lideradas por pesquisadores da Universidade Tcnica de Braunschweig (Alemanha), Universidade Grenoble Alpes (Frana) e Laboratrio Nacional de Fsica (Reino Unido).

Eltrons voadores

Os colisores em um chip integram as fontes de eltron nico, um mecanismo de temporizao de disparo ultrapreciso, e os detectores de eltron nico, que registram os resultados da coliso.

Um par de eltrons gerado por duas fontes separadas e colocado em caminhos que se cruzam, para que uma coliso possa ocorrer. Se as fontes estiverem sincronizadas com preciso, a interao entre os dois eltrons na encruzilhada determinar qual caminho cada um deles tomar.

por isso que importante manter um mecanismo de relgio com preciso na faixa dos picossegundos (10^-12 segundo), para que os eltrons sejam disparados com preciso suficiente para se encontrarem.

CPU quntica independente

Apesar da brevidade do encontro dos dois eltrons, as equipes construram aparatos que permitem rastrear as trajetrias das partculas e, mais importante, controlar a interao dos dois eltrons.

Estas demonstraes de interao de eltrons resolvidas no tempo no apenas mostram que eltrons relativsticos podem ser usados como um sensor ou como um interruptor ultrarrpido, como tambm demonstra um mecanismo acessvel para gerar o fenmeno do entrelaamento quntico, um componente chave da computao quntica e de outras tecnologias qunticas.

“Os qubits de eltrons voadores so vistos como um potencial link de informao dentro de um computador quntico, mas tambm promete – assim como as abordagens fotnicas similares – uma unidade de processamento quntico independente. Em contraste com seu equivalente fotnico, as implementaes de eltron-ptica quntica esto sujeitas interao de Coulomb, que fornece uma rota direta para emaranhar o grau de liberdade do orbital ou do spin,” escreveram Junliang Wang e seus colegas.

Outras notcias sobre:

Mais tópicos