p Transmissão de dados que funciona por meio de ondas magnéticas em vez de correntes elétricas:para muitos cientistas, esta é a base das tecnologias futuras que tornarão a transmissão mais rápida e os componentes individuais menores e mais eficientes em termos de energia. Magnons, as partículas do magnetismo, servem como portadores de informações móveis. Quase 15 anos atrás, pesquisadores da Universidade de Münster (Alemanha) conseguiram pela primeira vez alcançar um novo estado quântico de magnons em temperatura ambiente - um condensado de Bose-Einstein de partículas magnéticas, também conhecido como 'superátomo, 'isto é, um estado extremo da matéria que geralmente ocorre apenas em temperaturas muito baixas. p Desde então, tem sido perceptível que este condensado de Bose-Einstein permanece espacialmente estável - embora a teoria previsse que o condensado de magnons, que são partículas atraentes, deve entrar em colapso. Em um estudo recente, os pesquisadores agora mostraram pela primeira vez que os magnons dentro do condensado se comportam de maneira repulsiva, o que leva à estabilização do condensado. "Desta maneira, estamos resolvendo uma contradição de longa data entre a teoria e o experimento, "diz o Prof. Sergej O. Demokritov, que conduziu o estudo. Os resultados podem ser relevantes para o desenvolvimento de futuras tecnologias de informação. O estudo foi publicado na revista Nature Communications .

p Antecedentes e método:

p O que é especial sobre o condensado de Bose-Einstein é que as partículas neste sistema não diferem umas das outras e estão predominantemente no mesmo estado de mecânica quântica. O estado pode, portanto, ser descrito por uma única função de onda. Isso resulta, por exemplo, em propriedades como superfluidez, que se caracteriza por sua dissipação zero durante o movimento do condensado em baixas temperaturas. O condensado de magnons de Bose-Einstein é até agora um dos poucos fenômenos quânticos chamados macroscópicos que podem ser observados à temperatura ambiente.

p Anteriormente, os processos no condensado foram estudados exclusivamente em campos magnéticos homogêneos - ou seja, em campos magnéticos que são igualmente fortes em todos os pontos e nos quais as linhas de campo apontam uniformemente em uma direção. Como anteriormente, usando um ressonador de microondas, que gerou campos com frequências na faixa de microondas, os pesquisadores excitaram os magnons formando um condensado de Bose-Einstein. No experimento atual, elas, Contudo, introduziu um chamado poço potencial adicional, que corresponde a um campo magnético estático não homogêneo, que cria forças agindo sobre o condensado. Isso permitiu aos cientistas observar diretamente a interação dos magnons no condensado.

p Para este propósito, eles usaram um método de espectroscopia de espalhamento de luz Brillouin. Isso envolveu o registro da densidade local dos magnons com luz laser de sondagem focada na superfície da amostra. Desta maneira, os pesquisadores registraram a redistribuição espacial da densidade do condensado em diferentes condições experimentais. Os dados coletados permitiram aos pesquisadores tirar a firme conclusão de que os magnons no condensado interagem de maneira repulsiva, mantendo assim o condensado estável.

p Além disso, os pesquisadores observaram dois tempos característicos de dissipação, isto é, dissipação de energia e momento do condensado para outros estados. O tempo de dissipação do momento - o momento descreve o estado mecânico de movimento de um objeto físico - provou ser muito longo. "Esta pode ser a primeira evidência experimental de possível superfluidez magnética à temperatura ambiente, "enfatiza Sergej Demokritov.

p Até agora, o uso de condensados ​​de partículas magnéticas tornou-se difícil principalmente devido ao curto tempo de vida do condensado. "Nossa compreensão do condensado em movimento e investigação do transporte do magnon, bem como a descoberta de dois tempos diferentes, mostram que o tempo de vida não tem nada a ver com a dissipação de momentum do condensado em movimento, "diz o primeiro autor, Dr. Igor Borisenko. Os resultados podem, portanto, abrir novas perspectivas para as aplicações do magnon em tecnologias de informação futuras.