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Excitons podem aumentar a eficiência energética dos elétrons

29.02.2020

Uma equipe de especialistas em engenharia química da Ecole Polytechnique de Lausanne, na Suíça, apresentou sua nova pesquisa sobre como melhorar o manuseio de dispositivos elétricos - mais especificamente, melhorar suas propriedades de eficiência energética. A descoberta se tornou possível graças ao estabelecimento de um melhor método de controle dos chamados excitons, que são quase-partículas que se formam no momento em que os elétrons absorvem luz em uma ou outra proporção, mas em intervalos de tempo iguais. O novo estudo está, de fato, identificando a melhor maneira de melhorar o desempenho dos equipamentos elétricos.

Em particular, os especialistas apresentaram seu novo desenvolvimento, que permite capturar excitons no momento de sua ocorrência. Mas como essas quase-partículas são extremamente pequenas e sua fase de transição - que as forma - é bastante rápida, os especialistas tiveram que recorrer a alguns truques para ainda manter essas partículas no campo de atenção. Eles notaram que os excitons reproduzem propriedades muito mais expressivas, sendo parte integrante de um semicondutor e trabalhando com ele como um todo, o que automaticamente significa a capacidade de aumentar significativamente a quantidade de condutividade elétrica e a conservação da eletricidade como tal - por exemplo, em condutores sem saída e isolantes.

Além disso, os cientistas indicaram que pretendem fazer algum plano para melhorar essas propriedades condutoras dos excitons, já que podem melhorar significativamente seu potencial na composição de um dispositivo no futuro - por exemplo, algum tipo de condutor elétrico forte ou semicondutor.

Um aumento no nível geral de condutividade e eficiência energética dos chamados excitons permitirá no futuro projetar versões muito mais funcionais e interessantes de dispositivos elétricos de vários tipos, que diferem não apenas no aumento da vida útil de um único carga, mas também em maior resistência a altas e baixas temperaturas e outros vários fatores ambientais perigosos. Excitons podem ser realmente diferentes, mas os cientistas podem trazê-los para um fator comum.

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Modo Higgs Axial 11.06.2022

Pesquisadores do Boston College (EUA) descobriram uma nova partícula - o chamado modo Higgs axial. Materiais contendo essa partícula podem servir como sensores quânticos para avaliar outros sistemas quânticos e ajudar a responder a questões prementes na física de partículas.

Dez anos atrás, os cientistas descobriram o bóson de Higgs - e essa descoberta foi fundamental para entender a massa. Outras partículas também foram teoricamente previstas, incluindo o modo axial de Higgs. Essas teorias pretendiam explicar a "matéria escura", o material quase invisível que compõe a maior parte do universo, mas só se manifesta através da gravidade.

Enquanto o bóson de Higgs foi descoberto em experimentos no Grande Colisor de Hádrons, uma nova partícula foi encontrada literalmente sobre a mesa. A equipe usou um material quântico como o tritelureto de terras raras (RTe3), que pode ser estudado à temperatura ambiente em um formato experimental de "bancada".

RTe3 tem propriedades que imitam a teoria por trás do modo Higgs axial. Mas o principal problema na busca de partículas de Higgs em geral é sua fraca conexão com sondas experimentais, como raios de luz, observam os cientistas. Da mesma forma, revelar as propriedades quânticas sutis das partículas geralmente requer configurações experimentais bastante complexas, incluindo ímãs enormes e lasers poderosos, enquanto resfriam as amostras a temperaturas extremamente baixas.

No mesmo experimento, os físicos usaram espalhamento de luz laser e estimulação quântica. Então eles conseguiram criar condições favoráveis para detectar a partícula.

O material que a equipe usou exibe uma "onda de densidade de carga", um estado no qual os elétrons se auto-organizam em uma densidade periódica no espaço. Essa onda se originou no material e indicou tanto o bóson de Higgs quanto componentes adicionais - partículas que possuem momento angular (o modo axial de Higgs se refere a elas).

A equipe usou o espalhamento de luz, no qual um laser ilumina um material e pode mudar de cor e polarização. A mudança de cor é devido à luz criando um bóson de Higgs no material, e a polarização é sensível aos componentes de simetria da partícula. Como resultado, simplesmente alterando a polarização da luz, os cientistas conseguiram revelar o componente magnético oculto e descobrir o primeiro modo de Higgs axial.

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