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.
“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 quais partículas 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.
Por Correio Braziliense