Para desenvolver tecnologias futurísticas como computadores quânticos, os cientistas precisarão encontrar maneiras de controlar os fótons, as partículas básicas de luz, da mesma forma que eles já podem controlar os elétrons, as partículas básicas em computação eletrônica. Infelizmente, os fótons são muito mais difíceis de manipular do que os elétrons, que respondem a forças tão simples quanto o tipo de magnetismo que até as crianças entendem.

Mas agora, pela primeira vez, uma equipe liderada por Stanford criou uma força pseudomagnética que pode controlar com precisão os fótons. A curto prazo, esse mecanismo de controle pode ser usado para enviar mais dados da Internet por meio de cabos de fibra óptica. No futuro, esta descoberta pode levar à criação de chips baseados em luz que forneceriam muito mais poder computacional do que os chips eletrônicos. "O que fizemos é tão novo que as possibilidades estão apenas começando a se materializar, "disse o pós-doutorado Avik Dutt, primeiro autor de um artigo que descreve a descoberta em Ciência .

Essencialmente, os pesquisadores enganaram os fótons - que são intrinsecamente não magnéticos - para se comportarem como elétrons carregados. Eles conseguiram isso enviando os fótons através de labirintos cuidadosamente projetados de uma forma que fazia com que as partículas de luz se comportassem como se estivessem sendo influenciadas pelo que os cientistas chamam de campo magnético "sintético" ou "artificial".

"Projetamos estruturas que criaram forças magnéticas capazes de empurrar fótons de maneiras previsíveis e úteis, "disse Shanhui Fan, um professor de engenharia elétrica e cientista sênior por trás do esforço de pesquisa.

Embora ainda em fase experimental, essas estruturas representam um avanço no modo de computação existente. Armazenar informações tem tudo a ver com controlar os estados variáveis ​​das partículas, e hoje, os cientistas fazem isso ligando e desligando os elétrons de um chip para criar zeros e uns digitais. Um chip que usa magnetismo para controlar a interação entre a cor do fóton (ou nível de energia) e o spin (se ele está viajando no sentido horário ou anti-horário) cria mais estados variáveis ​​do que é possível com simples elétrons on-off. Essas possibilidades permitirão aos cientistas processar, armazene e transmita muito mais dados em dispositivos baseados em fótons do que é possível com chips eletrônicos hoje.

Para trazer fótons para as proximidades necessárias para criar esses efeitos magnéticos, os pesquisadores de Stanford usaram lasers, cabos de fibra óptica e outros equipamentos científicos disponíveis no mercado. A construção dessas estruturas de mesa permitiu aos cientistas deduzir os princípios de design por trás dos efeitos que descobriram. Eventualmente, eles terão que criar estruturas em nanoescala que incorporem esses mesmos princípios para construir o chip. Enquanto isso, diz Fan, "encontramos um novo mecanismo relativamente simples para controlar a luz, e isso é emocionante. "