Metamaterial 4D pode mudar futuro da computação quântica

Como explicou o físico e divulgador científico Carl Sagan em um clássico episódio do seriado Cosmos, vivemos em uma perspectiva de três dimensões, mas isso não limita a existência de uma quarta dimensão. Em um novo estudo realizado na Universidade de Missouri, nos Estados Unidos, cientistas conseguiram criar um novo tipo de metamaterial 4D que pode ajudar a evoluir o futuro da computação quântica.

Em um estudo publicado na revista científica Science Advances, os pesquisadores apontam que um dos maiores benefícios do desenvolvimento do metamaterial 4D, baseado em uma quarta dimensão sintética, será no setor da computação e da mecânica quântica.

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O material é capaz de controlar as ondas de energia na superfície de uma substância sólida, um efeito conhecido como ondas de superfícies mecânicas. Em comunicado, é descrito que o estudo se baseia em outras pesquisas realizadas por Huang e sua equipe, nas quais demonstraram que o metamaterial pode "controlar o caminho das ondas sonoras à medida que viajam de um canto de um material para outro".

O metamaterial 4D tem a capacidade de controlar ondas de energia na superfície de um material sólido, por isso, pode ajudar evoluir o setor da computação quântica.Fonte:  University of Missouri 

As ondas de superfície mecânicas são consideradas fundamentais para a vibração ao longo da superfície de materiais sólidos, por isso, o estudo pode ajudar a oferecer novos entendimentos sobre a mecânica quântica.

“Os materiais convencionais são limitados a apenas três dimensões com eixos X, Y e Z. Mas agora estamos construindo materiais na dimensão sintética, ou 4D, que nos permite manipular o caminho da onda de energia para ir exatamente para onde queremos que ela vá de um canto de um material para outro”, disse um dos autores do estudo, Guoliang Huang, em comunicado oficial.

Metamaterial 4D e computação quântica

O estudo explica que os cientistas utilizaram a topologia para desenvolver o material, um campo da matemática que estuda as formas e suas disposições no espaço. A partir do efeito de bombeamento topológico, o metamaterial pode aprimorar o estudo da mecânica quântica, ao oferecer a possibilidade da criação de 'efeitos quânticos de dimensão superior.

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Os cientistas explicam que o material também poderá ser utilizado na área de segurança contra terremotos, possibilitando novas técnicas para a criação de estruturas mais resistentes aos tremores.

“A maior parte da energia — 90 por cento — de um terremoto acontece ao longo da superfície da Terra. Portanto, ao cobrir uma estrutura semelhante a um travesseiro neste material e colocá-la na superfície da Terra sob um edifício, poderia ajudar a evitar que a estrutura desmoronasse durante um terremoto”, explica Huang.

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