Uma equipe de pesquisa liderada por professores do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Pittsburgh anunciou a descoberta de um novo estado eletrônico da matéria.

Jeremy Levy, um distinto professor de física da matéria condensada, e Patrick Irvin, um professor associado de pesquisa são co-autores do artigo "Pascal condutance series in ballistic one-dimensional LaAIO ₃ / SrTiO ₃ canais. "A pesquisa se concentra em medições em sistemas condutores unidimensionais, onde os elétrons viajam sem se espalharem em grupos de dois ou mais ao mesmo tempo, em vez de individualmente.

O estudo foi publicado em Ciência em 14 de fevereiro.

"Normalmente, elétrons em semicondutores ou metais se movem e se espalham, e eventualmente deriva em uma direção se você aplicar uma voltagem. Mas nos condutores balísticos, os elétrons se movem mais como carros em uma rodovia. A vantagem disso é que eles não emitem calor e podem ser usados ​​de maneiras bem diferentes da eletrônica comum. Pesquisadores antes de nós conseguiram criar este tipo de condutor balístico, "explicou Levy.

"A descoberta que fizemos mostra que quando os elétrons podem ser feitos para atrair uns aos outros, eles podem formar grupos de dois, três, quatro e cinco elétrons que literalmente se comportam como novos tipos de partículas, novas formas de matéria eletrônica. "

Levy comparou a descoberta à maneira como os quarks se unem para formar nêutrons e prótons. Uma pista importante para descobrir o novo assunto foi reconhecer que esses condutores balísticos correspondiam a uma sequência dentro do Triângulo de Pascal.

"Se você olhar em diferentes direções do Triângulo de Pascal, poderá ver diferentes padrões numéricos e um dos padrões era um, três, seis, 10, 15, 21. Esta é uma sequência que observamos em nossos dados, então tornou-se uma pista desafiadora sobre o que realmente estava acontecendo. A descoberta nos levou algum tempo para entender, mas foi porque inicialmente não percebemos que estávamos olhando para partículas compostas de um elétron, dois elétrons, três elétrons e assim por diante. Se você combinar tudo isso, obterá a sequência de 1, 3, 6, 10. "

Imposição, que também é diretor do Pittsburgh Quantum Institute, observou que as novas partículas apresentam propriedades relacionadas ao emaranhamento quântico, que pode ser potencialmente usado para computação quântica e redistribuição quântica. Ele disse que a descoberta é um avanço emocionante em direção ao próximo estágio da física quântica.

"Esta pesquisa se enquadra em um esforço maior aqui em Pittsburgh para desenvolver novas ciências e tecnologias relacionadas à segunda revolução quântica, " ele disse.

"Na primeira revolução quântica, as pessoas descobriram que o mundo ao seu redor era governado fundamentalmente por leis da física quântica. Essa descoberta levou a uma compreensão da tabela periódica, como os materiais se comportam e ajudaram no desenvolvimento de transistores, computadores, Scanners de ressonância magnética e tecnologia da informação.

"Agora no século 21, estamos olhando para todas as estranhas previsões da física quântica, virando-as e usando-as. Quando você fala sobre aplicativos, estamos pensando em computação quântica, teletransporte quântico, comunicações quânticas, sensoriamento quântico - ideias que usam propriedades da natureza quântica da matéria que foram ignoradas antes. "