(Phys.org) —Uma equipe de pesquisadores de várias instituições na Alemanha usou pulsos de laser para transformar um fio atômico de isolador em metal e vice-versa, no que o grupo descreve como a chave eletrônica mais rápida já observada. Em seu artigo publicado na revista Natureza , a equipe descreve seus experimentos testando os limites das velocidades de transição de fase, que provaram que pode ocorrer muito mais rápido sob certas condições do que se pensava ser possível.

Velocidade de transição de fase, como observam os pesquisadores, é normalmente limitado pela velocidade com que a energia pode entrar em um sistema. Gelo se transformando em água, por exemplo, é limitado pela velocidade com que o calor pode entrar no gelo. O processo segue as regras da mecânica quântica, claro, embora poucos teóricos tenham acreditado que fosse possível que uma transição ocorresse tão rápido quanto as regras permitiam. Neste novo esforço, os pesquisadores demonstraram que é esse o caso, fazendo com que essa transição ocorra.

Para testar os limites da velocidade de transição, os pesquisadores resfriaram amostras de índio no silício a 30K e então mediram o padrão de difração de elétrons da superfície e descobriram que era um isolante. Eles então dispararam um laser na amostra, fazendo-a aquecer muito rapidamente - os átomos de índio se montam automaticamente em um fio metálico de três átomos quando aquecidos. Em seguida, eles dispararam outro pulso de laser para medir como o padrão de difração havia mudado. Eles repetiram o processo várias vezes, variando o tempo entre os disparos do laser para ver quanto tempo transcorreu antes que o isolador se tornasse um metal - como se viu, por tempos superiores a 350 fs. Eles também tentaram variar a quantidade de potência do laser e descobriram que quanto mais potência aplicavam, quanto mais rápida a transição - até um ponto em que se tornou uma constante, que a equipe observou, era o limite quântico.

Embora descrevendo o evento de transição como a chave eletrônica mais rápida já observada, a equipe prontamente reconhece que eles não estão sugerindo que ele poderia ser usado de alguma forma para criar interruptores ópticos para uso em aplicações práticas. Em vez, eles notam, eram apenas alguns teóricos fazendo alguma pesquisa básica.

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