doi.org/10.1038/s41567-024-02655-1
Credibilidade: 999
#Monopolo
Cientistas descobriram monopólos de momento angular orbital, o que impulsiona o campo emergente da *orbitrônica*, uma alternativa eficiente em termos de energia à eletrônica tradicional.
Da Eletrônica à Orbitrônica
Enquanto a eletrônica tradicional usa a carga dos elétrons para transferir dados, novas tecnologias mais sustentáveis estão explorando outras propriedades dos elétrons. A *spintrônica*, por exemplo, utiliza o spin dos elétrons para processar informações. Agora, um novo campo chamado *orbitrônica* está emergindo, utilizando o momento angular orbital (OAM) dos elétrons, ou seja, o movimento dos elétrons em torno do núcleo atômico, para transferir dados. Essa abordagem pode levar ao desenvolvimento de dispositivos de memória mais eficientes, já que uma grande magnetização pode ser gerada com correntes elétricas menores.
Materiais Ideais para Orbitrônica:
Pesquisadores do Instituto Paul Scherrer (PSI) e de instituições na Alemanha identificaram os *semimetais topológicos quirais* como materiais promissores para a *orbitrônica*. Descobertos em 2019, esses materiais têm uma estrutura atômica helicoidal, como o DNA, e essa peculiaridade pode facilitar o fluxo de OAM. O estudo, publicado na revista *Nature Physics*, sugere que esses semimetais quirais podem gerar correntes de OAM de maneira natural, sem a necessidade de estímulos externos.
Monopólos de OAM: Uma Descoberta Revolucionária:
Um dos aspectos mais intrigantes desses materiais é a presença dos monopólos de OAM, uma textura onde o OAM irradia de um ponto central, semelhante aos espinhos de um ouriço. Esses monopólos permitem que o OAM se mova em qualquer direção, tornando-os altamente vantajosos para o desenvolvimento de dispositivos *orbitrônicos*.
Desafios e Soluções:
Embora a ideia de monopólos de OAM já fosse discutida teoricamente, foi somente através de experimentos utilizando raios X polarizados em um acelerador de partículas que os cientistas conseguiram provar sua existência. A técnica usada, chamada *Espectroscopia de Fotoemissão Resolvida em Ângulo com Dicroísmo Circular” (CD-ARPES), revelou que o sinal de OAM não era direto, mas rotacionava ao redor dos monopólos conforme a energia do fóton mudava. Com isso, os pesquisadores finalmente unificaram teoria e experimento, abrindo caminho para novas pesquisas no campo da “orbitrônica”.
Avanços Futuros:
Agora que os cientistas sabem como detectar os monopólos de OAM, o próximo passo é explorar diferentes materiais e otimizar suas aplicações. Esses dispositivos *orbitrônicos* poderão ser mais eficientes em termos de energia e contribuir significativamente para a criação de tecnologias mais sustentáveis no futuro.
Essa pesquisa é um marco importante para entender como as propriedades dos elétrons podem ser usadas de formas inovadoras e energeticamente eficientes, abrindo um novo caminho no desenvolvimento tecnológico.
Publicado em 27/09/2024 20h27
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