A física da Universidade de Viena resolveu um problema persistente. Eles fizeram os magnons viverem cem vezes mais.
Magnons são ondas de magnetização. Pense neles como ondulações na água, exceto que a água é um material magnético sólido. Ao contrário dos fótons que passam pelo vácuo ou pela fibra de vidro, eles permanecem presos dentro dos sólidos. Esse confinamento é estranhamente útil. Seus comprimentos de onda podem diminuir para nanômetros. Isso significa que circuitos magnônicos podem eventualmente caber em chips de smartphones.
Há um problema. Eles sempre morreram rápido demais.
Algumas centenas de nanossegundos? Inútil para cálculos sérios.
Não mais. Uma equipe liderada por Wiener mediu a vida útil do magnon em até 18 microssegundos. Foi publicado em Science Advances. Esse número pode parecer pequeno, mas no tempo quântico é uma eternidade. De repente, essas excitações se comportam menos como sinais de desvanecimento e mais como qubits supercondutores confiáveis que executam os processadores pesados de hoje. Poderíamos estar diante de um computador quântico pequeno o suficiente para caber em uma moeda de um centavo.
Cristais frios escondem o limite
Dois truques mudaram tudo.
Primeiro, a equipe parou de usar magnons uniformes e de comprimento de onda longo. Aqueles são destruídos por defeitos superficiais. Mudar para versões de comprimento de onda curto contorna totalmente esses problemas. Problemas superficiais costumavam matar a expectativa de vida antes que algo interessante pudesse acontecer.
Em segundo lugar, a temperatura é importante.
Os pesquisadores colocaram esferas de granada de ferro e ítrio extremamente puras em um criostato. Eles os resfriaram a 30 milikelvin. Pouco acima do zero absoluto. O calor é o inimigo aqui. Os processos térmicos normalmente destroem os magnons rapidamente. Congelá-los interrompe a decomposição.
O resultado foi inesperado.
O limite de vida não era uma lei rígida da física. Era apenas sujeira no cristal.
Eles testaram três esferas de pureza variada. O padrão era claro. Material mais limpo equivale a vida útil mais longa. Até mesmo a sua amostra mais “impura” bateu recordes mundiais anteriores. Na verdade, isso é uma boa notícia. Não precisamos de novas teorias físicas. Precisamos apenas de uma melhor ciência dos materiais.
O que um chip precisa agora?
Uma vida útil de 18 microssegundos muda o jogo.
Magnons deixam de ser elos fracos. Eles se tornam memória. Eles se tornam canais. Uma única via magnônica poderia conectar centenas de qubits. Pense nisso como um barramento quântico. Ele resolve uma dor de cabeça de escalabilidade que incomoda os engenheiros há anos.
Eles também são tradutores universais. Por estarem em estado sólido, os magnons conversam facilmente com fônons, fótons e outras quasipartículas. Nas arquiteturas híbridas, diferentes tecnologias quânticas muitas vezes se recusam a falar. Magnons preenchem a lacuna.
“Vida ultralonga” é um eufemismo. Agora é uma questão de densidade de interação.
O caminho a seguir é a produção, não a teoria. Deixe o YIG mais limpo e as ondas vão mais longe. Ainda não chegamos lá, mas o gargalo mudou. Não se trata mais da morte da onda. É sobre o material que o contém.
