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skyrmions voadores

09.11.2021

A óptica topológica e a fotônica topológica tornaram-se áreas "quentes" da ciência desde a década de 1980, após a descoberta de singularidades em campos magnéticos. E o relativamente recente Prêmio Nobel, concedido pela descoberta e estudo das características topológicas na física da matéria condensada, despertou ainda mais o interesse da comunidade científica, pois tudo isso abre perspectivas para a implementação de tipos não triviais de interações de ondas com a matéria. Isso, por sua vez, pode ser usado em várias novas tecnologias para transmissão de informações e energia a longas distâncias.

Um grupo de físicos do Reino Unido e de Cingapura anunciou a descoberta de uma nova "família" de pulsos eletromagnéticos com topologia toroidal. Esses pulsos são encarnações físicas ideais de soluções para as equações de Maxwell, o que permite controlar sua complexidade topológica e obter a chamada topologia supertoroidal. Os campos eletromagnéticos desses pulsos supertoroidais formam estruturas que coincidem quase completamente com a estrutura dos skyrmions, que em condições normais são "vórtices" de campos magnéticos no meio de alguns materiais magnéticos. Só que agora os skyrmions de pulsos supertoroidais voam no espaço quase à velocidade da luz.

Skyrmions, quase-partículas topológicas complexas, foram descobertas por Tony Skyrme em 1962 na tentativa de criar um modelo unificado do nucleon. Como mencionado acima, skyrmions são vórtices magnéticos nanométricos com estruturas ordenadas. Essas quasipartículas já foram bem estudadas em muitos sistemas de matéria condensada, incluindo exóticos como o condensado de Bose-Einstein, ímãs quirais, supercondutores e cristais líquidos. Mas se os skyrmions puderem voar, isso abrirá uma infinidade de novas possibilidades para as próximas gerações de dispositivos de informação.

O impulso supertoroidal, chamado de "rosquinha voadora" pelos cientistas, inclui estruturas topológicas toroidais recursivas, devido às quais a configuração de seu campo eletromagnético se assemelha a uma boneca aninhada. E a complexidade topológica de tal pulso pode ser controlada de forma bastante simples, o número de pulsos toroidais embutidos nele pode ser aumentado ou diminuído, a direção da torção do vórtice magnético pode ser controlada, etc.

As características topológicas dos pulsos supertoroidais fornecem "graus de liberdade" adicionais que podem ser usados como portadores de informações para sistemas de codificação-decodificação óptica, sistemas de medição de vários tipos, sistemas de exibição de informações com resolução ultra-alta e, claro, sistemas para transmissão sem fio de informação e energia a longas distâncias.

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Especialistas citaram números decepcionantes: nos últimos 15 anos, o número de crimes cometidos por crianças em idade escolar aumentou 4 vezes.

Para explicar esse fenômeno, especialistas realizaram um estudo no qual encontraram uma tendência ao comportamento hostil em um grupo de 115 crianças em idade escolar americanas. Os participantes do experimento foram solicitados em uma escala de 7 pontos a determinar o nível de fadiga e sonolência no mesmo horário todos os dias - uma hora após o almoço.

Após analisar os dados obtidos, os especialistas constataram que existe uma relação direta entre a falta de sono e o aumento do número de infrações cometidas por adolescentes. De acordo com seus dados, 17% dos escolares que relatam sonolência após o almoço começaram a cometer crimes mais tarde.

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