Controle de ondas em 4D trar de camuflagens antiterremoto a computadores qunticos

Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 08/08/2023

Ondas de superfcie

A vida cotidiana envolve trs dimenses, ou 3D, ao longo dos eixos X, Y e Z, ou para cima e para baixo, esquerda e direita, e para frente e para trs.

Mas, nos ltimos anos, os cientistas comearam a explorar experimentalmente uma “quarta dimenso” (4D), ou dimenso sinttica, como uma extenso da nossa realidade fsica detectada sensorialmente.

Nessa linha, Shaoyun Wang e colegas da Universidade de Missouri, nos EUA, criaram agora um metamaterial com recursos 4D, incluindo a capacidade de controlar ondas eletromagnticas na superfcie de um material slido.

“Os materiais convencionais so limitados a apenas trs dimenses, com um eixo X, Y e Z. Mas agora estamos construindo materiais na dimenso sinttica, ou 4D, que nos permite manipular o caminho da onda de energia para ir exatamente para onde queremos que ela v, de um canto de um material para outro,” detalha o professor Guoliang Huang, cuja equipe apresentou h poucos meses um material inteligente que desafia as leis do movimento de Newton.

Chamadas ondas de superfcie, ou ondas superficiais, so ondas mecnicas fundamentais para a forma como as vibraes viajam ao longo da superfcie dos materiais slidos.

Neste estgio, a inovao da equipe ainda apenas um bloco de construo, como um tijolo, que dever ser montado de acordo com as necessidades de cada aplicao. Mas isso tambm significa que o material poder ser ampliado para aplicaes de qualquer escala, dos minsculos sistemas microeletromecnicos (MEMS) at sistemas relacionadas engenharia civil.

Camuflagem contra terremotos e computadores qunticos

A inovao apresentada agora um desenvolvimento de um trabalho anterior da equipe, que demonstrou como um metamaterial passivo pode controlar o caminho das ondas sonoras medida que elas viajam de um canto de um material para outro.

As possibilidades de aplicao so inmeras, mas as que mais tm chamado a ateno envolvem a construo de camuflagens contra terremotos e a proteo contra vibraes em peas mecnicas, como mquinas e motores, inclusive de veculos.

“A maior parte da energia – 90% – de um terremoto acontece ao longo da superfcie da Terra,” exemplifica Huang. “Portanto, cobrir uma estrutura semelhante a um travesseiro com este material e coloc-la na superfcie da Terra sob um edifcio, isso poderia ajudar a evitar que a estrutura desmoronasse durante um terremoto.”

Essa nova forma de manipulao das ondas de superfcie, chamada “bombeamento topolgico”, poder tambm levar a avanos na computao quntica, em uma arquitetura de computador quntico baseado em fnons, alm de permitir o desenvolvimento de efeitos qunticos de dimenses mais altas, como na integrao de componentes mecnicos tecnologia quntica.

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