p Cientistas do Instituto de Nanociência Kavli de TU Delft demonstraram que podem detectar mudanças extremamente pequenas na posição e nas forças em tambores muito pequenos de grafeno. Tambores de grafeno têm grande potencial para serem usados ​​como sensores em dispositivos como telefones celulares. Usando suas propriedades mecânicas exclusivas, esses tambores também podem atuar como chips de memória em um computador quântico. Os pesquisadores apresentam suas descobertas em um artigo na edição de 24 de agosto da Nature Nanotechnology . A pesquisa foi financiada pela Fundação FOM, o programa Marie-Curie da UE, e NWO. p O grafeno é famoso por suas propriedades elétricas especiais, mas a pesquisa sobre a grafite fina de uma camada foi recentemente expandida para explorar o grafeno como um objeto mecânico. Graças à sua massa extremamente baixa, minúsculas folhas de grafeno podem ser usadas da mesma forma que a pele de um músico. No experimento, cientistas usam luz de frequência de microondas para 'tocar' os tambores de grafeno, para ouvir seu 'som nano', e explorar a forma como o grafeno se move nesses tambores.

p O Dr. Vibhor Singh e seus colegas fizeram isso usando uma membrana de cristal 2D como um espelho em uma 'cavidade optomecânica'. "Na optomecânica, você usa o padrão de interferência da luz para detectar pequenas mudanças na posição de um objeto. Neste experimento, disparamos fótons de micro-ondas em um minúsculo tambor de grafeno. O tambor atua como um espelho:ao olhar para a interferência dos fótons de microondas ricocheteando do tambor, somos capazes de sentir mudanças mínimas na posição da folha de grafeno de apenas 17 femtômetros, quase 1/10000 do diâmetro de um átomo. ", Singh explica.

p A 'luz' de microondas no experimento não é boa apenas para detectar a posição do tambor, mas também pode empurrar o tambor com força. Esta força da luz é extremamente pequena, mas a pequena massa da folha de grafeno e os pequenos deslocamentos que eles podem detectar significam que o cientista pode usar essas forças para 'bater o tambor':os cientistas podem sacudir o tambor de grafeno com o impulso da luz. Usando esta pressão de radiação, eles fizeram um amplificador no qual os sinais de micro-ondas, como os do seu telefone celular, são amplificados pelo movimento mecânico do tambor.

p Os cientistas também mostram que você pode usar esses tambores como 'chips de memória' para fótons de microondas, converter fótons em vibrações mecânicas e armazená-los por até 10 milissegundos. Embora não seja muito para os padrões humanos, é muito tempo para um chip de computador. "Um dos objetivos de longo prazo do projeto é explorar tambores de cristal 2D para estudar o movimento quântico. Se você bater em um tambor clássico com uma baqueta, a pele do tambor vai começar a oscilar, sacudindo para cima e para baixo. Com um tambor quântico, Contudo, você não pode apenas fazer a pele se mover para cima e para baixo, mas também torná-lo uma 'superposição quântica', em que a cabeça do tambor está se movendo para cima e para baixo ao mesmo tempo ", diz o líder do grupo de pesquisa, Dr. Gary Steele. "Este movimento quântico 'estranho' não é apenas de relevância científica, mas também poderia ter aplicações muito práticas em um computador quântico como um 'chip de memória' quântico ".

p Em um computador quântico, o fato de que os 'bits' quânticos que podem estar no estado 0 e 1 ao mesmo tempo permitem que ele execute cálculos potencialmente muito mais rápidos do que um computador clássico como os usados ​​hoje. Tambores de grafeno quântico que estão 'balançando para cima e para baixo ao mesmo tempo' podem ser usados ​​para armazenar informações quânticas da mesma forma que os chips de RAM em seu computador, permitindo que você armazene seu resultado de computação quântica e recupere-o posteriormente, ouvindo seu som quântico.