Pesquisadores observaram experimentalmente uma geometria quântica oculta em materiais que direciona elétrons de forma semelhante a como a gravidade dobra a luz. A descoberta, feita na interface de dois materiais óxidos, pode avançar a eletrônica quântica e a supercondutividade. Publicada na Science, as descobertas destacam um efeito há muito teorizado agora confirmado na realidade.
Materiais quânticos, que operam sob as regras da física em escalas atômicas, prometem eletrônicos mais rápidos e fluxo de energia eficiente. Uma equipe da Universidade de Genebra (UNIGE), da Universidade de Salerno e do Instituto CNR-SPIN da Itália descobriu uma característica chave nesses materiais: a métrica quântica. Essa métrica descreve uma curvatura no espaço quântico que influencia as trajetórias dos elétrons, assim como a gravidade de Einstein deforma a luz. Anteriormente uma ideia teórica de cerca de 20 anos atrás, era difícil de detectar experimentalmente. «O conceito de métrica quântica remonta a cerca de 20 anos, mas por muito tempo foi considerado puramente um constructo teórico. Somente nos últimos anos os cientistas começaram a explorar seus efeitos tangíveis nas propriedades da matéria», disse Andrea Caviglia, professor e diretor do Departamento de Física da Matéria Quântica da UNIGE. Os pesquisadores observaram esse efeito na fronteira entre titanato de estrôncio e aluminato de lantânio, uma configuração conhecida por estudos quânticos. Eles usaram campos magnéticos intensos para distorcer as trajetórias dos elétrons, revelando a presença da métrica. O autor principal, Giacomo Sala, pesquisador associado na UNIGE, explicou: «Sua presença pode ser revelada observando como as trajetórias dos elétrons são distorcidas sob a influência combinada da métrica quântica e campos magnéticos intensos aplicados a sólidos.» O estudo, detalhado na revista Science (DOI: 10.1126/science.adq3255), mostra que a métrica quântica é comum em muitos materiais. Isso permite medições mais precisas de propriedades ópticas, eletrônicas e de transporte. Caviglia acrescentou: «Essas descobertas abrem novas avenidas para explorar e aproveitar a geometria quântica em uma ampla gama de materiais, com implicações importantes para eletrônicos futuros operando em frequências de terahertz, bem como para supercondutividade e interações luz-matéria.» Tais insights se baseiam nos fundamentos da física quântica que possibilitaram transistores e computação moderna, potencialmente levando a dispositivos ultrarrápidos sem perda de energia.