Um estudo publicado no periódico científico Nature sugere uma nova partícula que pode revolucionar a física quântica. Os representantes dessa nova partícula foram chamados excítons fracionados.
Basicamente, existem dois tipos de partículas em três dimensões: os bósons, que transmitem forças, e os férmions, que constituem a matéria em si. Ambos têm cargas elétricas. Ainda existem as quasipartículas - um intermediário entre os bósons e os férmions.
Os excítons fracionados são uma classe de quasipartículas com características próprias, que têm grande potencial para uso científico.
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"Nossas descobertas apontam para uma classe totalmente nova de partículas quânticas que não carregam carga no geral, mas seguem estatísticas quânticas únicas", disse o co-autor do estudo, Jia Li, professor associado de física da Universidade Brown, nos Estados Unidos.
Segundo o pesquisador, esta descoberta desbloqueia nova série de novas fases quânticas da matéria. "(A descoberta) apresenta uma nova fronteira para a investigação futura, aprofundando a nossa compreensão da física fundamental e abrindo novas possibilidades na computação quântica", afirmou.
Excíton fracionado
Um excíton se forma quando um elétron (partícula de carga negativa) é retirado da matéria. Ali, permanece um buraco, com carga positiva, e outros elétrons podem começar a orbitá-lo. Esse é o excíton.
Para criá-lo, é necessário realizar o efeito quântico Hall. Ao se colocar um material como o grafeno em temperaturas muito baixas e expô-lo a campos magnéticos muito altos, é criada uma tensão lateral que aumenta em passos claros e separados.
Em seguida, os pesquisadores encontraram um novo efeito: o Hall quântico fracionado, em que os 'degraus' carregam apenas uma carga fracionada do elétron. Isso é realmente peculiar, uma vez que a carga do elétron é a carga fundamental da natureza. Ou seja, não existem 0.3 cargas de elétron ou 2,5. No entanto, é possível conseguir uma carga fracionada em quasipartículas graças ao novo efeito quântico descoberto.
Criando o efeito em duas camadas de grafeno separadas por um cristal isolante, a equipe obteve os excítons fracionados. Eles são uma partícula entre os férmions e os bósons, mas não se comportam como eles.
“Desbloqueamos essencialmente uma nova dimensão para explorar e manipular este fenômeno, e estamos apenas começando a arranhar a superfície. É a primeira vez que mostramos que este tipo de partículas existe experimentalmente e agora estamos aprofundando o que pode resultar delas”, completou Li.