Um novo tipo de nanorefrigerador. Notícias gratuitas da biblioteca técnica

NOTÍCIAS DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA, NOVIDADES EM ELETRÔNICA
Biblioteca técnica gratuita / notícias

Um novo tipo de nanofrigorífico

30.05.2017

Os computadores clássicos precisam de ventiladores ou sistemas mais poderosos para dissipar seu calor, mas os computadores quânticos precisam de resfriamento de alta qualidade ainda mais. Ao contrário dos bits de informação que os computadores tradicionais operam, os bits quânticos podem estar em mais um estado, o chamado estado de superposição, quando seu valor é 0 e 1 ao mesmo tempo. Para permanecer em tal estado quântico por muito tempo, os qubits devem ser isolados do ambiente o máximo possível, pois a menor interferência externa levará a uma mudança no estado quântico e causará erros nos cálculos quânticos. E os qubits, que são isolados ao máximo do ambiente, aquecem durante a operação e requerem resfriamento constante.

Para resolver o problema de resfriamento de qubits em sistemas de computação quântica, Mikko Mottonen e colegas da Universidade de Aalto, na Finlândia, desenvolveram um dispositivo de resfriamento autônomo inédito. Este dispositivo é versátil, pode ser usado não apenas em computadores quânticos, mas também em quaisquer outros dispositivos que usem as estranhas leis e princípios da mecânica quântica.

A base do dispositivo de resfriamento é uma barreira de energia que separa dois canais, um dos quais está em estado de supercondutividade, conduzindo elétrons sem resistência, e o segundo canal é comum, possuindo resistência elétrica, o que desacelera os elétrons durante o movimento. Apenas elétrons com energia suficientemente alta podem pular a barreira e entrar na estrada supercondutora, que os leva para fora do dispositivo, o resto dos elétrons são deixados para "empurrar à margem".

Mas nem todos os elétrons de baixa energia estão condenados à "vegetação eterna" em um circuito com condutividade comum. Alguns deles têm uma chance bastante alta de capturar um fóton de luz circulando em um ressonador próximo. Nesse caso, o elétron adquire a energia necessária para completar o salto e o ressonador, perdendo energia, é resfriado a uma temperatura mais baixa.

O princípio de funcionamento de tal refrigerador é muito semelhante a um fenômeno hipotético chamado Demônio de Maxwell. Apenas ao contrário do demônio de Maxwell, o "demônio" do nano-frigorífico empurra mais elétrons "quentes" para o canal supercondutor, e os elétrons frios de baixa energia permanecem na área de trabalho do refrigerador, que efetivamente absorvem a energia do ambiente.

O próximo passo que os cientistas pretendem dar será combinar um nanorefrigerador com um qubit real. Depois disso, os pesquisadores descobrirão se a eficiência dessa geladeira é suficiente para resfriar bem o qubit e mantê-lo em um determinado estado quântico por muito tempo.

<< Voltar: Cogumelos de Chernobyl para astronautas 30.05.2017

>> Encaminhar: Câmaras de evaporação em sistemas de refrigeração de smartphones 29.05.2017

Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

Máquina para desbastar flores em jardins 02.05.2024

Na agricultura moderna, o progresso tecnológico está se desenvolvendo com o objetivo de aumentar a eficiência dos processos de cuidado das plantas. A inovadora máquina de desbaste de flores Florix foi apresentada na Itália, projetada para otimizar a etapa de colheita. Esta ferramenta está equipada com braços móveis, permitindo uma fácil adaptação às necessidades do jardim. O operador pode ajustar a velocidade dos fios finos controlando-os a partir da cabine do trator por meio de um joystick. Esta abordagem aumenta significativamente a eficiência do processo de desbaste das flores, proporcionando a possibilidade de adaptação individual às condições específicas do jardim, bem como à variedade e tipo de fruto nele cultivado. Depois de testar a máquina Florix durante dois anos em vários tipos de frutas, os resultados foram muito encorajadores. Agricultores como Filiberto Montanari, que utiliza uma máquina Florix há vários anos, relataram uma redução significativa no tempo e no trabalho necessários para desbastar flores. ... >>

Microscópio infravermelho avançado 02.05.2024

Os microscópios desempenham um papel importante na pesquisa científica, permitindo aos cientistas mergulhar em estruturas e processos invisíveis aos olhos. Porém, vários métodos de microscopia têm suas limitações, e entre elas estava a limitação de resolução ao utilizar a faixa infravermelha. Mas as últimas conquistas dos pesquisadores japoneses da Universidade de Tóquio abrem novas perspectivas para o estudo do micromundo. Cientistas da Universidade de Tóquio revelaram um novo microscópio que irá revolucionar as capacidades da microscopia infravermelha. Este instrumento avançado permite ver as estruturas internas das bactérias vivas com incrível clareza em escala nanométrica. Normalmente, os microscópios de infravermelho médio são limitados pela baixa resolução, mas o desenvolvimento mais recente dos pesquisadores japoneses supera essas limitações. Segundo os cientistas, o microscópio desenvolvido permite criar imagens com resolução de até 120 nanômetros, 30 vezes maior que a resolução dos microscópios tradicionais. ... >>

Armadilha de ar para insetos 01.05.2024

A agricultura é um dos sectores-chave da economia e o controlo de pragas é parte integrante deste processo. Uma equipe de cientistas do Conselho Indiano de Pesquisa Agrícola-Instituto Central de Pesquisa da Batata (ICAR-CPRI), em Shimla, apresentou uma solução inovadora para esse problema: uma armadilha de ar para insetos movida pelo vento. Este dispositivo aborda as deficiências dos métodos tradicionais de controle de pragas, fornecendo dados sobre a população de insetos em tempo real. A armadilha é alimentada inteiramente por energia eólica, o que a torna uma solução ecologicamente correta que não requer energia. Seu design exclusivo permite o monitoramento de insetos nocivos e benéficos, proporcionando uma visão completa da população em qualquer área agrícola. “Ao avaliar as pragas-alvo no momento certo, podemos tomar as medidas necessárias para controlar tanto as pragas como as doenças”, diz Kapil ... >>

A ameaça dos detritos espaciais ao campo magnético da Terra 01.05.2024

Cada vez mais ouvimos falar de um aumento na quantidade de detritos espaciais que cercam o nosso planeta. No entanto, não são apenas os satélites e naves espaciais activos que contribuem para este problema, mas também os detritos de antigas missões. O número crescente de satélites lançados por empresas como a SpaceX cria não só oportunidades para o desenvolvimento da Internet, mas também sérias ameaças à segurança espacial. Os especialistas estão agora a voltar a sua atenção para as potenciais implicações para o campo magnético da Terra. O Dr. Jonathan McDowell, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, sublinha que as empresas estão a implementar rapidamente constelações de satélites e que o número de satélites poderá crescer para 100 na próxima década. O rápido desenvolvimento destas armadas cósmicas de satélites pode levar à contaminação do ambiente de plasma da Terra com detritos perigosos e uma ameaça à estabilidade da magnetosfera. Detritos metálicos de foguetes usados podem perturbar a ionosfera e a magnetosfera. Ambos os sistemas desempenham um papel fundamental na proteção da atmosfera e na manutenção ... >>

Solidificação de substâncias a granel 30.04.2024

Existem alguns mistérios no mundo da ciência, e um deles é o estranho comportamento dos materiais a granel. Eles podem se comportar como um sólido, mas de repente se transformarem em um líquido fluido. Este fenômeno tem atraído a atenção de muitos pesquisadores e podemos finalmente estar mais perto de resolver este mistério. Imagine areia em uma ampulheta. Geralmente flui livremente, mas em alguns casos suas partículas começam a ficar presas, passando de líquido a sólido. Esta transição tem implicações importantes em muitas áreas, desde a produção de medicamentos até à construção. Pesquisadores dos EUA tentaram descrever esse fenômeno e chegar mais perto de compreendê-lo. No estudo, os cientistas realizaram simulações em laboratório utilizando dados de sacos de esferas de poliestireno. Eles descobriram que as vibrações dentro desses conjuntos tinham frequências específicas, o que significa que apenas certos tipos de vibrações poderiam viajar através do material. Recebido ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo

Carregamento sem fio para veículos elétricos BMW 10.07.2014

A empresa alemã BMW Group anunciou o desenvolvimento de carregadores sem fio para veículos elétricos e híbridos. Em termos de velocidade de carregamento de baterias de carros, a nova tecnologia não será inferior às equivalentes a cabo, mas as superará em termos de facilidade de uso.

A gama BMW inclui dois veículos com motorizações elétricas: o desportivo híbrido BMW i8 e o BMW i3 elétrico puro. Eles são cobrados usando o sistema proprietário BMW i Wallbox, que é instalado pelo fabricante na garagem do comprador com posterior serviço pós-venda. O equipamento está conectado a uma rede doméstica regular e está equipado com painéis solares adicionais para economizar eletricidade.

A BMW foi além e usará uma maneira sem contato para alimentar as baterias dos carros. O sistema desenvolvido pela empresa envolve a instalação de equipamentos indutivos no piso da garagem ou outra superfície sobre a qual um carro possa circular. Uma estação de carregamento por indução com potência de 3,6 kW excita uma bobina secundária montada na parte inferior do veículo elétrico. A energia é convertida em corrente contínua, que carrega as baterias.

A BMW afirma que o sistema protótipo é 90% eficiente e pode carregar sem fio as baterias do BMW i8 até a capacidade total em menos de duas horas. Os desenvolvedores planejam aumentar a potência da estação de carregamento para 7 kW, o que acelerará significativamente o processo de carregamento de híbridos plug-in e veículos elétricos.

Todos os componentes condutores do sistema estão ocultos, para que possam ser instalados ao ar livre. A geração de um campo eletromagnético não é perigosa para os humanos, pois ocorre apenas quando um carro aparece acima da plataforma de carregamento. Se um objeto estranho ficar entre as bobinas primária e secundária, o sistema será desligado automaticamente.

Será possível controlar a estação de carregamento usando um smartphone através de uma conexão Wi-Fi: na tela de um dispositivo móvel, o proprietário do carro verá não apenas o status de carregamento e o tempo restante, mas também a posição ideal para estacionar acima as placas de carregamento.

Ver completo Arquivo de notícias sobre ciência e tecnologia, novos eletrônicos

Todos os idiomas desta página

Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site