Uma equipe de cientistas na Finlândia detectou um pulso de energia menor que um zeptojoule, menos de um trilionésimo de um bilionésimo de joule. Isso é aproximadamente a energia necessária para levantar uma única hemácia por um nanômetro na gravidade da Terra. A medição é um dos menores sinais de energia já registrados.
Um sensor feito de dois tipos de metal
O dispositivo é um calorímetro, um instrumento que mede mudanças minúsculas no calor. Pesquisadores da Universidade Aalto, junto com a empresa de computação quântica IQM e o Centro de Pesquisa Técnica da Finlândia (VTT), construíram o sensor a partir de uma combinação de supercondutores e condutores normais. Supercondutores permitem que a eletricidade flua sem resistência. Condutores normais a resistem. Essa mistura torna a supercondutividade frágil. Mesmo um leve aumento na temperatura a enfraquece imediatamente. A equipe enviou um pulso de micro-ondas para o sensor e filtrou cuidadosamente o sinal. Eles confirmaram que detectaram um pulso eletromagnético de 0,83 zeptojoules. Segundo os pesquisadores, esta é a primeira vez que um dispositivo calorimétrico atinge tal sensibilidade.
Por que isso importa para computadores quânticos e matéria escura
O avanço pode eventualmente permitir que cientistas contem fótons individuais, um objetivo de longa data na tecnologia quântica e na astrofísica. Fótons são as partículas que carregam luz, e contá-los um a um daria aos pesquisadores um novo nível de controle sobre sistemas quânticos. A mesma precisão pode ajudar a melhorar computadores quânticos, que dependem da manipulação de estados de energia minúsculos. O sensor também pode ajudar a detectar partículas de matéria escura do espaço. A equipe quer tornar o sistema capaz de medir sinais que chegam a qualquer momento, o que é importante para detectar áxions de matéria escura.
O que vem a seguir
A pesquisa foi liderada pelo Professor da Academia Mikko Möttönen na Universidade Aalto. As descobertas foram publicadas na revista Nature Electronics. O sensor opera em temperaturas ultrafrias e depende da natureza frágil da supercondutividade. A equipe diz que o próximo passo é fazer o detector funcionar com tempo de entrada arbitrário. Isso abriria portas para aplicações práticas em computação quântica e na busca por matéria escura. Por enquanto, o sensor é um recorde em sensibilidade, uma ferramenta que pode medir energia em uma escala que antes estava fora de alcance.
