Num estudo recente publicado na Nature Physics, físicos da Universidade de Würzburg e da Universidade de Konstanz fizeram um avanço significativo na detecção de isoladores topológicos de ordem superior. Suas descobertas têm implicações importantes para o campo de materiais topológicos e podem abrir caminho para novas aplicações em spintrônica e computação quântica.

Materiais topológicos são uma classe de materiais que possuem propriedades eletrônicas únicas que são protegidas por invariantes topológicos. Esses materiais têm atraído muito interesse nos últimos anos devido ao seu potencial para a realização de novas formas de matéria quântica e para uso em futuros dispositivos eletrônicos.

Um tipo de material topológico é o isolante topológico, que é um material isolante que possui estados superficiais condutores. Esses estados superficiais são protegidos por um invariante topológico, o que significa que não podem ser destruídos sem alterar as propriedades topológicas do material.

Isoladores topológicos de ordem superior são uma generalização de isoladores topológicos. Eles possuem invariantes topológicos de ordem superior e seus estados de superfície exibem propriedades exóticas que não são encontradas em isolantes topológicos convencionais. No entanto, a detecção de isoladores topológicos de ordem superior tem sido uma tarefa desafiadora devido à natureza complexa de seus estados superficiais.

Em seu estudo, os físicos de Würzburg e Konstanz desenvolveram um novo método para detectar isoladores topológicos de ordem superior. Seu método envolve medir a condutância elétrica de um material em função de sua espessura. Eles descobriram que a condutância de um isolador topológico de ordem superior exibe um pico característico em uma espessura específica.

Este pico característico é uma assinatura dos estados de superfície do isolador topológico de ordem superior. Ao medir a condutância de um material, os físicos conseguiram detectar a presença de isoladores topológicos de ordem superior e distingui-los de outros tipos de materiais topológicos.

As descobertas dos físicos têm implicações importantes para o campo dos materiais topológicos. Eles fornecem uma nova ferramenta para detectar isoladores topológicos de ordem superior, o que permitirá aos pesquisadores estudar esses materiais com mais detalhes e explorar seu potencial para aplicações futuras.

Além disso, as descobertas dos físicos poderão ter implicações para o desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos. Isoladores topológicos de ordem superior têm potencial para serem usados ​​​​em spintrônica, que é o estudo de como usar os spins dos elétrons para armazenar e processar informações. Eles também poderiam ser usados ​​na computação quântica, que é o estudo de como usar as propriedades quânticas das partículas para realizar cálculos.

O estudo dos físicos representa um avanço significativo na compreensão e detecção de isoladores topológicos de ordem superior. Suas descobertas têm o potencial de abrir novos caminhos de pesquisa no campo de materiais topológicos e levar ao desenvolvimento de novas aplicações em spintrônica e computação quântica.