Os cientistas descobriram novas partículas que podem formar a base de uma futura revolução tecnológica baseada em circuitos fotônicos e levar ao desenvolvimento de métodos computacionais ultrarrápidos baseados na luz. A computação hoje é baseada na eletrônica, onde os elétrons são usados para codificar e transportar informações. Devido a certas limitações fundamentais, como a perda de energia durante o aquecimento resistivo, espera-se que os fótons venham a substituir os elétrons e haverá computadores futuristas baseados em luz que serão muito mais rápidos e eficientes que os eletrônicos.
Os físicos da Universidade de Exeter deram um passo importante em direção a esse objetivo ao descobrir novas partículas que são metade luz, metade matéria e que herdam uma série de propriedades notáveis do grafeno.
O que substituirá os eletrônicos?
A descoberta dos cientistas abre a porta para o desenvolvimento de circuitos fotônicos que usam partículas alternativas conhecidas como polaritons de Dirac sem massa para transmitir informações em vez de elétrons.
Polaritons Dirac se originam em metassuperfícies em favo de mel, que são materiais ultrafinos projetados com estruturas em nanoescala que são muito menores do que o comprimento de onda da luz.
Uma propriedade única das partículas de Dirac é que elas imitam partículas relativísticas sem massa, permitindo que viajem com muita eficiência. Este fato torna o grafeno um dos materiais mais condutores conhecidos pelo homem.
No entanto, apesar das propriedades incomuns de tais materiais, eles são extremamente difíceis de controlar. Por exemplo, no grafeno, é impossível ligar e desligar correntes elétricas usando um potencial elétrico simples, o que limita o uso potencial do grafeno em dispositivos eletrônicos. Esta falha fundamental - falta de customização - foi superada com sucesso pelos físicos da Universidade de Exeter.
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Os cientistas mostraram que, ao incorporar metassuperfícies em favo de mel entre dois espelhos reflexivos e alterar a distância entre eles, é possível ajustar as propriedades fundamentais dos polaritons de Dirac de uma forma simples, controlável e reversível. Isso também foi alcançado porque os polaritons de Dirac são uma mistura de componentes de luz e matéria. É essa natureza híbrida que torna possível ajustar suas propriedades fundamentais manipulando apenas o componente de luz, o que não pode ser feito no grafeno.
