p (PhysOrg.com) - “Pela primeira vez, campos de estudo relativos a átomos frios e à nanoescala se cruzaram, ”Lene Vestergaard Hau diz PhysOrg.com . “Embora ambas tenham sido áreas ativas de pesquisa, átomos frios não foram reunidos com estruturas em nanoescala no nível de nanômetro único. Este é um sistema totalmente novo. ” p Hau é o Professor Mallinckrodt de Física e Física Aplicada na Universidade de Harvard. Junto com o colega J.A. Golovchenko, e os alunos de pós-graduação Anne Goodsell e Trygve Ristroph, que estão em seu laboratório em Harvard, Hau conseguiu montar um experimento que permite a observação de captura e ionização de campo de átomos frios. Seu trabalho pode ser encontrado em Cartas de revisão física: “Ionização de campo de átomos frios perto da parede de um nanotubo de carbono único.”

p “O que observamos tem uma série de implicações práticas e fundamentais interessantes, ”Hau diz. “Nós até comparamos os efeitos aos de um buraco negro.” Ela é rápida em apontar, no entanto, que o efeito do buraco negro em escala atômica não é gravitacional. “É um efeito criado por um campo elétrico, isso cria uma atração singular em um átomo e, por fim, o estilhaça. Essas dinâmicas têm semelhanças com o que acontece em um buraco negro. ”

p Para criar o efeito, Hau e sua equipe cultivaram um nanotubo de carbono de parede única em seu laboratório. O nanotubo era longo - 10 mícrons - e livremente suspenso. O nanotubo também foi carregado com até 300 volts, uma situação altamente incomum para um nanotubo. Átomos frios foram então introduzidos na câmara de vácuo que contém o nanotubo. “Lançamos uma nuvem de átomo frio em direção ao nanotubo, e por causa de sua carga, átomos foram sugados e capturados, ”Hau explica.

p Uma vez capturado, um átomo começa em um caminho em espiral, orbitando cada vez mais rapidamente, até que seja rasgado muito perto do nanotubo. O elétron é sugado, e um íon positivo é disparado em alta energia. Este íon é detectado quando é ejetado pelo nanotubo.

p “Quando o elétron é puxado, passa por um processo de tunelamento, ”Hau explica. “Tem que passar por áreas que são classicamente proibidas. O processo é mecânico quântico. Podemos observar a interação do átomo e do nanotubo à medida que o elétron tenta criar um túnel, e isso nos oferece a chance de dar uma olhada em algumas das dinâmicas interessantes que acontecem em nanoescala. ”

p Outra possibilidade é que essa combinação de átomos frios com estruturas em nanoescala possa levar a novos estados da matéria. “Já que agora sabemos como sugar átomos para a órbita com taxas de rotação tão altas, pode levar a um novo estado de matéria atômica fria que pode ser super interessante de estudar, ”Hau aponta.

p Praticamente, este novo sistema também tem potencial. “Poderíamos fazer detectores muito sensíveis, ”Hau diz. “Coisas como 'farejadores de átomos' que detectam gases traço podem ser uma aplicação para este trabalho. Adicionalmente, a possibilidade de precisão de um nanômetro significa resolução espacial superelevada. Este sistema pode ser usado em interferômetros - interferômetros construídos em um único chip e baseados em átomos frios, o que seria importante para a navegação, por exemplo."

p Por enquanto, no entanto, Hau e seu grupo estão se concentrando em refinar sua técnica. “Queremos buscar tanto o aspecto fundamental da criação de novos estados de matéria fria, e o desenvolvimento de detectores sensíveis. Isso é algo realmente novo, e tem potencial para ser desenvolvido em aplicações práticas. ” p Copyright 2010 PhysOrg.com.
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