Material quântico à temperatura ambiente criado a partir de átomos de ouro

Cientistas criaram o primeiro material quântico que opera à temperatura ambiente, usando átomos de ouro para formar uma estrutura que filtra a luz com base em suas propriedades quânticas. O material, chamado de metacristal plasmônico estatístico quântico, foi desenvolvido por uma equipe da Universidade de Cambridge e relatado na revista Nature. Este avanço pode levar a tecnologias quânticas práticas que não exigem sistemas de resfriamento caros.

O material afeta a luz de maneira semelhante à forma como os semicondutores controlam elétrons, classificando fótons por suas estatísticas quânticas. Isso significa que ele pode distinguir entre diferentes tipos de luz quântica, como fótons únicos e pares de fótons. A conquista é significativa porque materiais quânticos anteriores funcionavam apenas em temperaturas extremamente baixas, limitando suas aplicações no mundo real.

Os pesquisadores construíram o metacristal organizando nanopartículas de ouro em uma rede precisa. Quando a luz atinge a estrutura, ela interage com plásmons—oscilações coletivas de elétrons—para produzir efeitos quânticos à temperatura ambiente. A equipe demonstrou que o material pode filtrar a luz com base em se ela é agrupada ou anti-agrupada, uma propriedade quântica chave.

Este desenvolvimento abre portas para dispositivos quânticos como sensores, sistemas de comunicação e computadores que podem operar em ambientes cotidianos. Os próximos passos envolvem refinar o material e explorar seu uso em circuitos quânticos práticos. Os pesquisadores acreditam que esta abordagem pode ser estendida a outros metais e estruturas, potencialmente levando a uma nova classe de materiais quânticos à temperatura ambiente.