Encontrar a luz em um ambiente nanométrico não é tão simples quanto ligar ou desligar uma lâmpada comum. Na escala dos fótons individuais, a física quântica domina, tornando difícil determinar com precisão se a luz está presente ou não em um determinado local.
Para as novas tecnologias fotônicas, entender esses estados exóticos da física quântica é essencial. Segundo o professor Bert Hecht, da Universidade de Wurzburg, na Alemanha, a detecção desses estados em escala de transistores elétricos pode ajudar no desenvolvimento de tecnologias quânticas ópticas em futuros chips de computador.
A equipe do professor Hecht trabalha com nanoestruturas que dependem da presença de fótons, como nanomotores movidos a luz e minúsculas antenas que captam a luz para transferência de dados. Em um ambiente onde a luz pode estar presente e ausente ao mesmo tempo, a física quântica desafia nossa percepção da realidade.

Enquanto a tecnologia atual é binária, baseada no estado ligado ou desligado do fluxo de eletricidade que passa por um transístor, as tecnologias quânticas lidam com estados opostos convivendo simultaneamente, como na superposição quântica, permitindo transmissão e processamento de informações em velocidades muito maiores. No entanto, para aproveitar isso, é necessário detectar estados de superposição da luz diretamente em nanoestruturas. A equipe do professor Bert Hecht desenvolveu uma técnica inédita para detecção desses estados de superposição, usando plásmons de superfície – quasipartículas que se formam quando a luz incide sobre uma superfície metálica – para detectar a presença de fótons.
A energia liberada pelo decaimento dos plásmons é suficiente para liberar elétrons que podem ser capturados por um detector sensível, permitindo a detecção dos estados de superposição da luz. Este avanço é um primeiro passo na direção de analisar o estado físico quântico completo de fótons e elétrons acoplados diretamente em nanoescala e pode ter aplicações em muitos outros campos de pesquisa e aplicação, como a tomografia na medicina.
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