p Cientistas da Universidade da Cidade de Osaka desenvolveram fórmulas matemáticas para descrever a corrente e as flutuações de elétrons fortemente correlacionados em pontos quânticos. Suas previsões teóricas logo poderiam ser testadas experimentalmente. p Os físicos teóricos Yoshimichi Teratani e Akira Oguri da Universidade da Cidade de Osaka, e Rui Sakano, da Universidade de Tóquio, desenvolveram fórmulas matemáticas que descrevem um fenômeno físico que ocorre dentro de pontos quânticos e outros materiais nanométricos. As fórmulas, publicado no jornal Cartas de revisão física , poderia ser aplicada a novas pesquisas teóricas sobre a física dos pontos quânticos, gases atômicos ultrafrios, e quarks.

p Em causa está o efeito Kondo. Este efeito foi descrito pela primeira vez em 1964 pelo físico teórico japonês Jun Kondo em alguns materiais magnéticos, mas agora parece acontecer em muitos outros sistemas, incluindo pontos quânticos e outros materiais em nanoescala.

p Normalmente, a resistência elétrica cai nos metais à medida que a temperatura cai. Mas em metais contendo impurezas magnéticas, isso só acontece até uma temperatura crítica, além do qual a resistência aumenta com a queda das temperaturas.

p Os cientistas foram finalmente capazes de mostrar que, a temperaturas muito baixas perto do zero absoluto, os spins do elétron ficam emaranhados com as impurezas magnéticas, formando uma nuvem que protege seu magnetismo. A forma da nuvem muda com novas quedas de temperatura, levando a um aumento da resistência. Este mesmo efeito acontece quando outras "perturbações externas, "como uma voltagem ou campo magnético, são aplicados ao metal.

p Teratani, Sakano e Oguri queriam desenvolver fórmulas matemáticas para descrever a evolução desta nuvem em pontos quânticos e outros materiais em nanoescala, o que não é uma tarefa fácil.

p Para descrever um sistema quântico tão complexo, eles começaram com um sistema em zero absoluto, onde um modelo teórico bem estabelecido, a saber, a teoria dos líquidos de Fermi, para elétrons em interação é aplicável. Eles então adicionaram uma 'correção' que descreve outro aspecto do sistema contra perturbações externas. Usando esta técnica, eles escreveram fórmulas que descrevem a corrente elétrica e sua flutuação através de pontos quânticos.

p Suas fórmulas indicam que os elétrons interagem dentro desses sistemas de duas maneiras diferentes que contribuem para o efeito Kondo. Primeiro, dois elétrons colidem um com o outro,

p formando quasipartículas bem definidas que se propagam dentro da nuvem Kondo. Mais significativamente, ocorre uma interação chamada contribuição de três corpos. É quando dois elétrons se combinam na presença de um terceiro elétron, causando uma mudança de energia de quasipartículas.

p "As previsões das fórmulas em breve poderão ser investigadas experimentalmente, "Oguri diz." Os estudos nas linhas desta pesquisa apenas começaram, " ele adiciona.

p As fórmulas também podem ser estendidas para compreender outros fenômenos quânticos, como o movimento de partículas quânticas através de pontos quânticos conectados a supercondutores. Os pontos quânticos podem ser a chave para a realização de tecnologias de informação quântica, como computadores quânticos e comunicação quântica.