Cientistas fizeram progressos significativos na pesquisa de materiais quânticos, descobrindo um novo atalho para esses materiais. Utilizando a energia quântica inerente aos materiais, eles descobriram que os materiais podem ser reprogramados usando excítons sem a necessidade de lasers potentes, facilitando a fabricação e o controle de materiais quânticos avançados.
A engenharia Flokai, um campo emergente na física, estuda como efeitos repetitivos, como a luz, podem alterar temporariamente o comportamento eletrônico dos materiais, fazendo com que substâncias comuns exibam propriedades incomuns. No entanto, a verificação experimental anterior era difícil, principalmente devido à necessidade de luz extremamente forte, já que a luz de alta energia pode facilmente danificar os materiais e produzir efeitos fracos.
Uma equipe internacional de pesquisa liderada pelo Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) e pela Universidade Stanford fez uma nova descoberta. O professor Keshav Dani, do Laboratório de Espectroscopia de Femtosegundos do OIST, afirmou que a força de acoplamento entre excítons e materiais é muito maior do que a dos fótons, possibilitando um forte efeito Flokai e evitando os desafios impostos pela luz, abrindo novos caminhos para futuros dispositivos e materiais quânticos exóticos.
A tecnologia de engenharia Flokai é considerada uma possível forma de criar materiais quânticos personalizados usando semicondutores comuns. Em materiais quânticos, os elétrons possuem uma estrutura repetitiva; a interação da luz com o cristal desloca as bandas de energia, e a modulação precisa da luz pode alterar as propriedades do material. Métodos anteriores baseados em luz, no entanto, sofriam com o acoplamento fraco entre luz e matéria, exigindo frequências extremamente altas, causando facilmente a vaporização do material e exibindo efeitos de curta duração.
Os éxcitons, formados por transições eletrônicas em semicondutores, interagem fortemente com as estruturas circundantes, carregando energia oscilatória que influencia os elétrons próximos. Gianluca Stefanucci, professor da Universidade de Roma Tor Vergata e coautor do artigo, explicou que é necessária muito pouca luz para gerar um grupo suficientemente denso de éxcitons para induzir períodos de hibridização.
Usando técnicas espectroscópicas avançadas, a equipe de pesquisa estudou semicondutores ultrafinos, distinguindo entre os efeitos da luz e dos éxcitons, e confirmou que o efeito Flokai dos éxcitons é mais forte.
Essa conquista demonstra que o efeito Flokai não se limita a tecnologias baseadas em luz e também pode ser gerado usando outros bósons. Os baixos requisitos de energia da engenharia de excítons Flokai abrem caminho para aplicações. O Dr. David Bacon, um dos primeiros autores do estudo, afirmou que isso abriu as portas para aplicações da física Flokai, mostrando grande potencial na criação e manipulação de materiais quânticos.
