Descoberta quântica: Primeira conquista de um Estado de Laughlin
A descoberta dos efeitos Hall quânticos na década de 1980 revelou a existência de novas formas de matéria conhecidas como “Estados de Laughlin”, em homenagem ao ganhador do prêmio Nobel americano que os caracterizou teoricamente com sucesso.
Esses estados fantásticos se manifestam de forma única em materiais bidimensionais sob condições extremamente frias e campos magnéticos intensos. Em um estado de Laughlin, os elétrons formam um líquido incomum em que cada elétron se move em torno de seus homólogos, evitando-os ativamente.
A excitação desse líquido quântico dá origem a estados coletivos que os físicos associam a partículas hipotéticas, conhecidas como “anyons”, cujas propriedades diferem significativamente das dos elétrons. Qualquer um carrega cargas fracionárias (frações da carga elementar) e desafia de forma intrigante a classificação convencional das partículas como bósons ou férmions.
Relatórios sobre a realização de um estado de Laughlin
Durante anos, os físicos procuraram realizar estados de Laughlin em sistemas que não fossem materiais de estado sólido para explorar ainda mais suas propriedades distintas. No entanto, os elementos necessários, como a natureza 2D do sistema, campos magnéticos intensos e fortes correlações de partículas, provaram ser extremamente desafiadores.
Em um artigo recente publicado na Nature, uma equipe internacional liderada pelo grupo experimental de Markus Greiner em Harvard relata a primeira realização bem-sucedida de um estado de Laughlin usando átomos neutros ultrafrios manipulados por lasers.
Descrição da Metodologia do Experimento
O experimento envolve o aprisionamento de alguns átomos em uma caixa óptica e a implementação das condições para a criação desse estado exótico: um campo magnético sintético sólido e interações repulsivas robustas entre os átomos.
Em seu estudo, os pesquisadores observam as propriedades características do estado de Laughlin por meio de imagens individuais dos átomos usando um potente microscópio de gás quântico. Eles demonstram a “dança” distinta das partículas à medida que elas orbitam em torno umas das outras e confirmam a natureza fracionária do estado atômico de Laughlin alcançado.
Essa descoberta abre caminho para a exploração extensiva dos estados de Laughlin e suas contrapartes em simuladores quânticos, como o estado de Moore-Read. A capacidade de criar, gerar imagens e manipular qualquer pessoa em um microscópio de gás quântico é particularmente atraente, pois oferece oportunidades interessantes de aproveitar suas propriedades exclusivas em ambientes de laboratório.
Leia o Artigo Original em: ScitechDaily
Leia mais Avanço no Gerenciamento Térmico de Semicondutores usando Polaritons de Plasma de Superfície
