Essa imagem mostra uma bizarra partícula que é sua própria antipartícula
Uma equipe de físicos da Universidade de Illinois (EUA) e da Universidade de Hamburgo (Alemanha) fez uma imagem de uma quase-partícula chamada férmion de Majorana.
Uma quase-partícula é também a sua própria antipartícula. O férmion leva esse nome em homenagem ao físico italiano Ettore Majorana, o primeiro a propô-lo.
Essa não é a primeira vez que um férmion de Majorana é fotografado, mas o estudo representa um avanço para a física de partículas.
Ser capaz de visualizar bem essa quase-partícula deixa os cientistas mais próximos de poderem usá-las como qubits.
Computação quântica
Partículas que agem como suas próprias antipartículas têm um grande potencial para serem usadas como qubits, os bits que são a unidade básica da computação quântica. Enquanto bits tradicionais representam 1 ou 0, qubits podem 1, 0 ou ambos ao mesmo tempo.
Essa “superposição quântica” não é exatamente fácil de se manter, mas os cientistas estão ficando melhores nisso.
É aqui que entra o férmion de Majorana. Essas quase-partículas possuem uma série de propriedades que a tornam excelentes candidatas para qubits.
Normalmente, uma partícula e sua antipartícula se aniquilam, mas não isso não acontece com férmions de Majorana superpostos. Além disso, os férmions são capazes de “se lembrar” de seus movimentos, o que os tornam bons para armazenar informações.
Fotografando quase-partículas
Para fazer uma boa imagem destes férmions, os pesquisadores começaram com um supercondutor de rênio, um material que conduz eletricidade com resistência zero quando resfriado a aproximadamente menos 267 graus Celsius.
Em seguida, depositaram camadas de átomos de ferro magnéticos para criar o que é chamado de supercondutor topológico, um supercondutor que possui um “nó topológico”, semelhante ao buraco de uma rosquinha.
A equipe previu que, quando elétrons fluíssem pelo supercondutor, os férmions de Majorana pareceriam unidimensionais nas bordas do ferro magnético, em volta do “buraco da rosquinha”.
Usando um microscópio de tunelamento com varredura, capaz de fazer imagens a níveis atômicos, isso seria visto como uma linha brilhante – o que de fato aconteceu.
“O próximo passo será descobrir como podemos aplicar engenharia quântica a esses qubits de férmions de Majorana em chips quânticos e manipulá-los para obter um aumento exponencial em nosso poder de computação”, explicou um dos autores do estudo, o físico Dirk Morr da Universidade de Illinois.
Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na revista científica Science Advances. [ScienceAlert]
