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Sexta, 20 Março 2015 09:39

O pesquisador visitante Milorad V. Milosevic e o doutorando em Física Vagner Henrique Loiola Bessa, da Universidade Federal do Ceará, integram a lista de autores do artigo "Direct observation of Josephson vortex cores", veiculado na revista Nature Physics. Trata-se de uma prestigiada publicação internacional que reúne artigos de alta qualidade nas áreas da física pura e aplicada.

O trabalho, realizado em parceria com pesquisadores franceses e espanhóis, dá importante contribuição para a elucidação dos chamados "vórtices de Josephson" em uma junção do tipo "supercondutor-estado normal-supercondutor" – assunto controverso que, até então, era bastante debatido entre físicos.

Para entender: é possível induzir supercondutividade (capacidade de conduzir corrente elétrica sem resistência nem perdas) em um metal-normal ou em um isolante através das "junções de Josephson". Tais junções consistem no acoplamento de dois materiais no estado supercondutor por meio de um material no estado normal. Com isso, é possível fazer com que os superelétrons fluam de um supercondutor ao outro, formando supercorrentes circulares centradas na parte normal da junção, os "vórtices de Josephson".

O fenômeno é conhecido como Efeito de Josephson, em homenagem ao físico Brian Josephson, Prêmio Nobel de Física em 1973. A natureza estrutural dos vórtices na parte normal da junção era, até então, desconhecida e controversa.

Acreditava-se que esses vórtices não possuíam assinatura espectral e, portanto, não poderiam ser identificados. Além disso, o artigo publicado na Nature Physics propõe que o controle dos vórtices de Josephson pode ser realizado por meios elétricos, sem a necessidade de se fazer uso de campos magnéticos.

NA PRÁTICA – Conhecer e saber controlar a origem, a formação e o desempenho dos vórtices de Josephson pode ser extremamente vantajoso à ciência. Basta lembrar que esse efeito tem importantes aplicações em magnetômetros supercondutores ou em circuitos quânticos, por exemplo.

Os magnetômetros supercondutores são instrumentos utilizados para medir campos magnéticos, mesmo os de mais baixa intensidade. Tais instrumentos têm sensibilidade para detectar, por exemplo, um campo magnético de intensidade fraca no corpo humano, tornando-se forte candidato para a elaboração de equipamentos de diagnóstico não invasivo.

O doutorando em Física da UFC Vagner Henrique Loiola Bessa também explica a importância da elucidação dos vórtices de Josephson para a aplicação de sistemas com base na informação quântica.

Ao contrário da informação clássica, baseada em sinais elétricos e eletromagnéticos, a informação quântica é 'armazenada' no estado quântico de um sistema, cuja menor unidade de informação é o qubit (quantum bit). Com base nos qubits, é possível armazenar uma grande quantidade de dados (informações) numa escala muito pequena. Além disso, o processamento dessa informação ocorre de forma muito mais rápida do que no caso clássico.

"Hoje, o principal empecilho no desenvolvimento de novas tecnologias com base nos qubits está na geração e controle desses estados quânticos. Os vórtices de Josephson são promissores nesse sentido, pois, por se tratarem de objetos quânticos, a possibilidade de manipulá-los favorece a elaboração e melhor controle dos qubits", explica Bessa, que também é professor do Instituto Federal do Ceará (IFCE) em Crateús.

Fonte: Prof. Antônio Gomes, do Programa de Pós-Graduação em Física da UFC – fone: 85 3366 9906