p Pesquisadores da EPFL mostraram que as ondas eletromagnéticas acopladas a estruturas precisamente projetadas, conhecidas como quasicristais ferromagnéticos artificiais, permitem uma transmissão e processamento de informações mais eficientes em nanoescala. Sua pesquisa também representa a primeira demonstração prática de vermes Conway, um conceito teórico para a descrição de quasicristais. p Ondas eletromagnéticas de alta frequência são usadas para transmitir e processar informações em dispositivos microeletrônicos, como smartphones. Já sabemos que essas ondas podem ser comprimidas usando oscilações magnéticas conhecidas como ondas de spin ou magnons. Essa compressão pode abrir caminho para o design de nanoescala, dispositivos de micro-ondas multifuncionais com uma pegada consideravelmente reduzida. Mas primeiro, os cientistas precisam entender melhor as ondas de spin - ou precisamente como os magnons se comportam e se propagam em diferentes estruturas.

p Aprendendo mais sobre estruturas aperiódicas

p Em um estudo realizado pelo assistente de doutorado Sho Watanabe, pesquisador de pós-doutorado Dr. Vinayak Bhat, e outros membros da equipe, os cientistas do Laboratório de Materiais Magnéticos e Nanoescala da EPFL (LMGN) examinaram como as ondas eletromagnéticas se propagam, e como eles podem ser manipulados, em nanoestruturas projetadas com precisão, conhecidas como quasicristais ferromagnéticos artificiais. Os quasicristais têm uma propriedade única:sua estrutura é aperiódica, o que significa que seus átomos constituintes ou elementos feitos sob medida não seguem um padrão regular, padrão de repetição, mas ainda são organizados de forma determinística. Embora essa característica torne os materiais especialmente úteis para o design de dispositivos cotidianos e de alta tecnologia, permanece mal compreendido.

p Mais rápido, transmissão mais fácil de informações

p A equipe LMGN descobriu que, sob condições controladas, uma única onda eletromagnética acoplada a um quasicristal artificial se divide em várias ondas de spin, que então se propagam dentro da estrutura. Cada uma dessas ondas de spin representa uma fase diferente da onda eletromagnética original, carregando informações diferentes. "É uma descoberta muito interessante, porque os métodos de transmissão de informações existentes seguem o mesmo princípio, "diz Dirk Grundler, professor associado da Escola de Engenharia (STI) da EPFL. "Exceto que você precisa de um dispositivo extra, um multiplexador, para dividir o sinal de entrada porque - ao contrário do nosso estudo - ele não divide por conta própria. "

p Grundler também explica que, em sistemas convencionais, as informações contidas em cada onda só podem ser lidas em frequências diferentes - outro inconveniente que a equipe da EPFL superou em seu estudo. "Em nossos quasicristais bidimensionais, todas as ondas podem ser lidas na mesma frequência, "acrescenta. Os resultados foram publicados na revista. Materiais Funcionais Avançados .

p Ondas que se espalham como vermes

p Os pesquisadores também observaram que, em vez de se propagar aleatoriamente, as ondas muitas vezes se moviam como os chamados vermes Conway, nomeado após um conhecido matemático John Horton Conway, que também desenvolveu um modelo para descrever o comportamento e os padrões de alimentação de vermes pré-históricos. Conway descobriu que, dentro de quasicristais bidimensionais, os elementos constituintes se organizam como vermes sinuosos seguindo uma sequência de Fibonacci. Assim, eles formam quasicristais unidimensionais selecionados. "Nosso estudo representa a primeira demonstração prática deste conceito teórico, provando que as sequências induzem propriedades funcionais interessantes de ondas em um quasicristal, "diz Grundler.