Computadores mais rápidos. Painéis solares mais eficientes. Carros elétricos mais potentes.

Pesquisadores do Nordeste estão ajudando a tornar esses avanços tecnológicos uma realidade. Eles estão desenvolvendo maneiras de mudar as propriedades elétricas e magnéticas dos materiais usados ​​para criar circuitos que alimentam os eletrônicos que usamos todos os dias.

"O tipo de ideias que estamos explorando nos dá uma maneira de tirar mais proveito de um material, "diz Gregory Fiete, professor de física da Northeastern. "Poderíamos pegar materiais que podem ser de uso comum em eletrônicos, como silício ou arseneto de gálio em seu smartphone, e podemos levá-los a fazer coisas que não fazem agora. "

Materiais como o silício ajudaram os pesquisadores a construir produtos confiáveis, baixo custo, circuitos de eficiência energética para alimentar nossos eletrônicos. Os físicos estão trabalhando nos próximos avanços usando novos, materiais mais complexos. Nos últimos anos, eles foram capazes de mudar a forma como esses novos materiais conduzem eletricidade ou interagem com a luz, entre outras coisas, colocando-os perto de um ímã forte ou conectando-os a uma bateria. Isso abriu novas possibilidades para a engenharia da próxima geração de eletrônicos.

Agora, Fiete e seu aluno de doutorado Michael Vogl demonstraram uma maneira teórica de alterar de forma previsível essas propriedades elétricas e magnéticas ao atirar no material com um laser.

As características de um material, incluindo se é um condutor eficaz de eletricidade, dependem do arranjo dos elétrons dentro dele. Um campo magnético constante ou uma corrente de uma bateria podem alterar esse arranjo. Um laser pode fazer a mesma coisa, mas é um pouco mais complicado de prever. Lasers são ondas de luz bem organizadas; os campos eletromagnéticos que eles criam estão constantemente flutuando.

"Quando o pulso de luz se move através de um material, muda as propriedades do material de uma forma muito dramática, e muitas vezes em escalas de tempo muito curtas, "Fiete diz." O trabalho que fizemos nos ajuda a entender que tipo de pulso devemos usar para obter certos efeitos desejados. "

A natureza mutante da luz também pode ajudar os físicos a mudar os materiais para novos estados que não podem ser acessados ​​por outros métodos. Alguns desses novos estados podem tornar um material mais sensível a campos elétricos ou magnéticos, que poderia ser usado para melhorar a tecnologia médica e os sensores de segurança. Outros podem torná-lo mais eficiente no transporte de informações, que pode ser usado para acelerar as conexões com a Internet.

"O que fazemos na minha comunidade é tentar entender os princípios básicos pelos quais a natureza opera, "Fiete diz." Então, esses princípios são adotados por, dizer, engenheiros elétricos que desejam usá-los para construir um dispositivo de detecção ou um dispositivo de comunicação. Ele se espalha para cima e para fora para muitos setores diferentes. "