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Quasipartículas magnéticas atingem 18 microssegundos em estudo da Universidade de Viena e reforçam o potencial da magnônica
Um avanço importante na magnônica reacendeu o debate sobre o futuro dos computadores miniaturizados.
Pesquisadores da Universidade de Viena, na Áustria, conseguiram ampliar em 100 vezes a vida útil dos mágnons, quasipartículas ligadas às ondas de magnetização em materiais sólidos.
Conforme o estudo publicado na revista Science Advances, a equipe liderada por Rostyslav Serha alcançou até 18 microssegundos de duração.
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O resultado superou os nanossegundos observados em experimentos anteriores e abriu uma nova rota para dispositivos muito menores.
A descoberta também mostra que a longevidade dos mágnons não depende de uma barreira fundamental da física, mas da qualidade dos materiais utilizados.
Magnônica surge como alternativa à eletrônica tradicional
A magnônica aparece como uma das apostas para superar limites da eletrônica atual.
A eletrônica tradicional manipula elétrons para processar informações em chips e sistemas computacionais.
A magnônica, por sua vez, trabalha com os spins, que são estados magnéticos desses elétrons.
Esses spins podem gerar ondas organizadas de forma harmônica, conhecidas como mágnons.
A tecnologia cria uma ponte entre eletricidade e magnetismo, de modo semelhante ao caminho aberto pela spintrônica.
Segundo o texto-base, processadores magnônicos poderiam ser até 1.000 vezes mais rápidos e operar sem aquecimento intenso.
O que são mágnons e por que eles chamam atenção
Os mágnons são ondas de magnetização que percorrem materiais magnéticos sólidos.
A comparação mais simples é com as ondulações formadas em um lago quando uma pedra atinge a água.
Os fótons se propagam no vácuo ou em fibras ópticas.
Os mágnons, por outro lado, se movem dentro de um sólido magnético.
Essa característica torna essas quasipartículas especialmente interessantes para circuitos em escala muito pequena.
Seu comprimento de onda pode ser reduzido à escala nanométrica, permitindo que circuitos magnônicos caibam dentro de chips.
Avanço técnico dependeu de frio extremo e material ultrapuro
O avanço obtido pela equipe da Universidade de Viena combinou duas estratégias principais.
Primeiro, os pesquisadores usaram mágnons de comprimento de onda curto, em vez dos mágnons uniformes convencionais.
Essa escolha deixou as quasipartículas menos sensíveis aos defeitos superficiais do cristal.
Esses defeitos haviam limitado a vida útil dos mágnons em experimentos anteriores.
Em seguida, os cientistas resfriaram esferas ultrapuras de granada de ítrio e ferro, conhecida como YIG, a apenas 30 milikelvin.
Essa temperatura fica muito próxima do zero absoluto.
Processos térmicos capazes de destruir os mágnons foram praticamente congelados nesse ambiente extremo.
Criogenia ainda limita aplicações comuns, mas favorece sistemas avançados
A necessidade de temperaturas extremamente baixas ainda representa um obstáculo para aplicações práticas no cotidiano.
A computação avançada e a metrologia de alta precisão, porém, já operam frequentemente em ambientes criogênicos.
Por essa razão, a baixa temperatura não elimina o potencial da descoberta nesses campos específicos.
O experimento também demonstrou que a vida útil dos mágnons pode avançar com materiais mais puros.
Mesmo a amostra menos pura usada pelos pesquisadores superou todos os recordes anteriores.
Pureza dos materiais pode definir o futuro da computação magnônica
A conclusão mais importante do estudo está na relação entre material e estabilidade.
A equipe mostrou que a duração dos mágnons não é controlada por uma lei física impossível de contornar.
Na prática, a longevidade depende dos traços de impurezas presentes no material utilizado.
Quanto mais puro for o material, maior poderá ser a vida útil dessas quasipartículas.
Esse ponto coloca a ciência dos materiais no centro do avanço da magnônica.
O caminho para chips cada vez menores e mais eficientes depende menos de uma nova física.
A próxima etapa depende da capacidade de produzir materiais ainda mais puros, estáveis e adequados para sistemas baseados em magnetismo.
Se os mágnons já alcançaram 18 microssegundos em condições controladas, até onde essa tecnologia poderá transformar a próxima geração da computação?
