Cientistas descobriram um novo estado quântico da matéria

Os físicos da Caltech, o Instituto de Tecnologia da Califórnia, no Instituto de Informação e Matéria Quântica descobriram o primeiro cristal líquido quântico 3D.

Este é um novo estado de matéria que eles esperam ter aplicações para computação quântica ultrarrápida, e os pesquisadores acreditam que esta descoberta é apenas a “ponta do iceberg“.

As moléculas de cristais líquidos padrão fluem livremente como se fossem um líquido, mas permanecem direcionalmente orientadas como um sólido.

Cristais líquidos podem ser feitos artificialmente, como aqueles em telas de exibição de dispositivos eletrônicos, ou encontrados na natureza, como os encontrados em membranas celulares biológicas.

Os cristais líquidos quânticos foram descobertos pela primeira vez em 1999. Suas moléculas se comportam muito como as de cristais líquidos regulares, mas seus elétrons preferem se orientar ao longo de certos eixos.

Os elétrons dos cristais líquidos quânticos 3D exibem propriedades magnéticas diferentes dependendo da direção que eles fluem ao longo de um determinado eixo.

Em termos práticos, isso significa que a eletrificação desses materiais os transforma em ímãs, ou muda a força ou orientação de seu magnetismo.

A equipe de pesquisa espera que os cristais líquidos quânticos 3D possam avançar no campo da concepção e criação de chips de computador mais eficientes, ajudando cientistas a explorar a direção que os elétrons giram. 

A descoberta de cristais líquidos quânticos 3D também poderia trazer avanços para a construção de computadores quânticos, o que irá decifrar códigos e fazer outros cálculos a velocidades muito mais altas graças à natureza quântica das partículas. Conseguir um computador quântico é um desafio porque os efeitos quânticos são delicados e transitório.

Eles podem ser alterados ou destruídos simplesmente através de suas interações com os ambientes circundantes. Este problema pode ser resolvido por uma técnica que requer um material especial chamado supercondutor topológico – que é onde os cristais líquidos quânticos 3D entram. 

“Da mesma forma que os cristais líquidos quânticos 2D foram propostos para serem precursores de supercondutores de alta temperatura, os cristais líquidos quânticos 3D poderiam ser os precursores dos supercondutores topológicos que estávamos procurando“, disse o professor assistente de física, David Hsieh, pesquisador principal deste estudo.

“Ao invés de confiar na serendipidade (palavra usada para ‘descobertas aleatórias, por acaso’) de encontrar supercondutores topológicos, podemos agora ter uma rota para criá-los racionalmente usando cristais líquidos quânticos 3D”, salientou.

Abaixo você assiste, em inglês um vídeo explicativo sobre o que são os cristais líquidos, para melhor compreensão. Para ativar a legenda em português, basta clicar em “legenda” e depois no símbolo de “configurações” e escolher “português”.

Fonte: Science Alert Foto: Reprodução / Science Alert