Vídeo: elétrons viajando quase a velocidade da luz

Por , em 20.09.2012

Isolantes topológicos (TI, na sigla em inglês) são materiais exóticos descobertos a poucos anos, que pelas suas características são considerados bastante promissores para a futura indústria de eletrônicos.

O comportamento incomum dos elétrons na superfície dos TI os torna difíceis de estudar, mas uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) liderada pelo estudante Yihua Wang e o professor de física Nuh Gedik elaborou uma técnica que permite observar o comportamento dos elétrons quando excitados por um curtíssimo pulso de luz.

Os elétrons têm massa, como várias outras partículas fundamentais, mas quando se movem na superfície de um TI eles o fazem como se não tivessem massa – como a luz -, uma das características extraordinárias que tornam este material tão promissor. O paradoxo é que os TIs são excelentes condutores de elétrons só na superfície; seu interior é isolante.

Para visualizar o comportamento dos elétrons, dois pulsos de laser são disparados sobre o material. O primeiro pulso excita e espalha os elétrons, e o segundo pulso permite visualizar o que aconteceu com os elétrons.

Repetindo o experimento com diferentes tempos entre o primeiro e o segundo pulso de luz, os cientistas conseguem montar um filme onde a diferença de tempo entre cada quadro é de poucos femtossegundos, ou milhonésimos de bilhonésimos de segundos. Com esta velocidade de filmagem, eles podem rastrear o que acontece com cada elétron individualmente, em 3D.

Uma das descobertas é que os elétrons trocam energia com os elétrons do material usando ondas sonoras. Ao compreender como a eletricidade se comporta nestes materiais, os pesquisadores esperam poder viabilizar o uso deles para a construção de memórias magnéticas que venham a substituir os discos rígidos, por exemplo.

Os resultados desse experimento foram publicados esta semana no periódico Physical Review Letters.[NBC News, Phys.org, MIT]

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1 comentário

  • aguiarubra:

    Muito interessante, mas “…Uma das descobertas é que os elétrons trocam energia com os elétrons do material usando ondas sonoras…”?

    Ondas SONORAS???? “Som” na dimensão de um elétron?

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