p Os computadores de hoje estão mais rápidos e menores do que nunca. A última geração de transistores terá características estruturais com dimensões de apenas 10 nanômetros. Para que os computadores se tornem ainda mais rápidos e, ao mesmo tempo, mais eficientes em termos de energia nessas escalas minúsculas, eles provavelmente precisarão processar informações usando partículas de luz em vez de elétrons. Isso é conhecido como "computação óptica". p As redes de fibra óptica já usam luz para transportar dados por longas distâncias em alta velocidade e com perda mínima. Os diâmetros dos cabos mais finos, Contudo, estão na faixa do micrômetro, já que as ondas de luz - com um comprimento de onda de cerca de um micrômetro - devem ser capazes de oscilar sem obstáculos. Para processar dados em um micro ou mesmo nanochip, um sistema inteiramente novo é, portanto, necessário.

p Uma possibilidade seria conduzir sinais de luz por meio das chamadas oscilações de plasmon. Isso envolve uma partícula de luz (fóton) excitando a nuvem de elétrons de uma nanopartícula de ouro para que comece a oscilar. Essas ondas então viajam ao longo de uma cadeia de nanopartículas a aproximadamente 10% da velocidade da luz. Essa abordagem atinge dois objetivos:dimensões em escala nanométrica e enorme velocidade. O que resta, Contudo, é o consumo de energia. Em uma corrente composta exclusivamente de ouro, isso seria quase tão alto quanto em transistores convencionais, devido ao considerável desenvolvimento de calor nas partículas de ouro.

p Uma pequena mancha de prata

p Tim Liedl, Professor de Física na LMU e PI no cluster de excelência Nanosystems Initiative Munich (NIM), junto com colegas da Universidade de Ohio, já publicou um artigo na revista Física da Natureza , que descreve como as nanopartículas de prata podem reduzir significativamente o consumo de energia. Os físicos construíram uma espécie de pista de teste em miniatura com um comprimento de cerca de 100 nanômetros, composto por três nanopartículas:uma nanopartícula de ouro em cada extremidade, com uma nanopartícula de prata bem no meio.

p A prata serve como uma espécie de intermediário entre as partículas de ouro, embora não dissipe energia. Para fazer o plasmon da partícula de prata oscilar, mais energia de excitação é necessária do que para ouro. Portanto, a energia simplesmente flui "ao redor" da partícula de prata. "O transporte é mediado pelo acoplamento dos campos eletromagnéticos em torno dos chamados pontos quentes, que são criados entre cada uma das duas partículas de ouro e a partícula de prata, "explica Tim Liedl." Isso permite que a energia seja transportada quase sem perdas, e em uma escala de tempo de femtossegundo. "

p Modelo quântico de livro didático

p A pré-condição decisiva para os experimentos foi o fato de Tim Liedl e seus colegas serem especialistas no posicionamento primorosamente exato de nanoestruturas. Isso é feito pelo método de origami de DNA, que permite que diferentes nanopartículas cristalinas sejam colocadas em nanodistâncias precisamente definidas umas das outras. Experimentos semelhantes já haviam sido conduzidos usando técnicas convencionais de litografia. Contudo, estes não fornecem a precisão espacial necessária, em particular quando diferentes tipos de metais estão envolvidos.

p Em paralelo, os físicos simularam a montagem experimental no computador - e tiveram seus resultados confirmados. Além das simulações eletrodinâmicas clássicas, Alexander Govorov, Professor de Física na Universidade de Ohio, Atenas, EUA, foi capaz de estabelecer um modelo de mecânica quântica simples:"Neste modelo, as imagens clássicas e da mecânica quântica combinam muito bem, o que o torna um exemplo potencial para os livros didáticos. "