![Um universo-espelho desaparece quando um nêutron bate no muro. [Crédito da imagem: Michael Pierce/LANL]](https://cdnsjengenhariae.nuneshost.com/wp-content/uploads/2024/06/tempo-vida-neutron.jpeg "Descobertas novas moléculas neutrônicas")
Esta descoberta tem o potencial de criar novas ferramentas para investigar as propriedades dos materiais em escalas atômicas e subatômicas, e também para explorar novos dispositivos de processamento de informação quântica.
Os nêutrons, partículas subatômicas sem carga elétrica, diferentemente de prótons e elétrons, não são afetados pela força eletromagnética, sendo mantidos juntos no núcleo atômico apenas pela força forte, uma das quatro forças fundamentais da natureza. Apesar de sua poderosa atração, essa força diminui rapidamente em distâncias maiores que 1/10.000 do tamanho de um átomo.
No entanto, pesquisadores liderados por Hao Tang, do MIT, EUA, demonstraram que é viável formar ligações entre nêutrons e partículas semicondutoras conhecidas como pontos quânticos. Estes últimos, compostos por dezenas de milhares de núcleos atômicos, são mantidos juntos apenas pela força forte e são essenciais em tecnologias como as telas de TV e computador mais avançadas, sendo inclusive premiados com o Nobel de Química no ano anterior.
[Crédito da Imagem: APS/Alan Stonebraker]
Os nêutrons são comumente empregados para investigar as propriedades dos materiais através de um método denominado espalhamento de nêutrons. Nesse processo, um feixe dessas partículas é direcionado para uma amostra, e os nêutrons que refletem nos átomos do material são detectados, revelando sua estrutura interna e dinâmica.
No entanto, até recentemente, não se considerava possível que os nêutrons pudessem se ligar aos materiais que estavam investigando. O professor Ju Li, líder da equipe, comentou: “O fato de [os nêutrons] poderem ser aprisionados pelos materiais era desconhecido. Ficamos surpresos que essa possibilidade existisse e que nunca tenha sido discutida entre os especialistas consultados”.
Essa descoberta é surpreendente porque os nêutrons não interagem com as forças eletromagnéticas. Das quatro forças fundamentais, a gravidade e a força fraca geralmente não têm relevância para os materiais. Como explicou Li: “Quase tudo se baseia na interação eletromagnética, mas neste caso, como os nêutrons não possuem carga, a interação ocorre através da força forte, que é de alcance muito curto, eficaz em uma escala de 10 elevado a menos 15, ou um quadrilionésimo de metro”.
Devido à presença de milhares de núcleos atômicos em um ponto quântico, a estrutura consegue estabilizar essas ligações peculiares. Como resultado, a equipe nomeou essa formação de “molécula neutrônica”.
Os nêutrons são cruciais para desencadear reações nucleares de fissão e fusão, porém, até o momento, controlar nêutrons individuais tem sido um desafio. Os estados ligados recém-descobertos oferecem potencial para um controle mais preciso sobre os nêutrons.
Li, o professor líder do projeto, especula sobre uma aplicação promissora: “Poderíamos potencialmente controlar o estado do nêutron, alterando a oscilação do ponto quântico, direcionando assim o nêutron para uma direção específica”.
Além disso, as moléculas neutrônicas podem servir como modelos para investigar questões da mecânica quântica e contribuir para o desenvolvimento de sistemas de informação quântica.
Li elabora: “Podemos usar a molécula neutrônica para manipular o nêutron, permitindo que ele influencie outros spins nucleares. Isso poderia estabelecer uma conexão entre os spins nucleares de diferentes núcleos – uma propriedade já utilizada como unidade básica de armazenamento, ou qubit, em sistemas de computação quântica em desenvolvimento”.
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