Elétron dividido por quatro

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Agência FAPESP* –Agência FAPESP – Uma das unidades mais elementares conhecidas é a carga do elétron. Difícil imaginar algo mais básico, mas é justamente o que um novo estudo feito por cientistas israelenses acaba de demonstrar, e em valor inédito.  

Em artigo publicado na edição desta quinta-feira (17/4) da revista Nature, o grupo do Departamento de Física da Matéria Condensada do Instituto de Ciências Weizmann observou a carga equivalente a um quarto à do elétron (que tem carga negativa de cerca de 1,6 multiplicado por 10 elevado a -19 coulombs). 

No estudo foi utilizado o chamado Efeito Hall Quântico (EHQ), no qual elétrons são confinados em um sistema bidimensional e interagem fortemente uns com os outros. Pelo EHQ, os elétrons, presos em um plano e sujeitos a campos magnéticos muito fortes, percorrem apenas trajetórias quânticas previsíveis, o que representa uma valiosa oportunidade para pesquisas.

Até então apenas cargas fracionais ímpares do elétron haviam sido observadas, como um terço, um quinto ou um sétimo. Merav Dolev e equipe conseguiram observar a chamada "quasi-partícula" com um quarto da carga em uma estrutura semicondutora. 

Tais partículas têm grande interesse para a ciência, uma vez que se estima que elas tenham as propriedades certas para permitir o desenvolvimento de computadores quânticos topológicos, muito mais capazes e velozes do que os atuais. 

"Com cargas entre 0 e 1, essas quase-partículas obedecem a uma forma intermediária de estatística quântica que reside em algum ponto entre as duas formas conhecidas: as estatísticas de Fermi-Dirac e as de Bose-Einstein", destacou Eduardo Fradkin, do Departamento de Física da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, em comentário sobre o estudo na mesma edição da revista. 

As estatísticas de Fermi-Dirac, que se aplica aos sistemas conhecidos como férmions, incluem elétrons, nêutrons, quarks, neutrinos e átomos constituídos por números pares de partículas. As estatísticas de Bose-Einstein governam os bósons, átomos com números pares de constituintes, como os fótons, glúons e as ainda teóricas (não demonstradas) partículas Higgs. 

O artigo Observation of a quarter of na electron charge at the v= 5/2 quantum Hall state, de Merav Dolev e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com.

<b>Agência FAPESP</b> – Uma das unidades mais elementares conhecidas é a carga do elétron. Difícil imaginar algo mais básico, mas é justamente o que um novo estudo feito por cientistas israelenses acaba de demonstrar, e em valor inédito.  
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Em artigo publicado na edição desta quinta-feira (17/4) da revista <i>Nature</i>, o grupo do Departamento de Física da Matéria Condensada do Instituto de Ciências Weizmann observou a carga equivalente a um quarto à do elétron (que tem carga negativa de cerca de 1,6 multiplicado por 10 elevado a -19 coulombs). 
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No estudo foi utilizado o chamado Efeito Hall Quântico (EHQ), no qual elétrons são confinados em um sistema bidimensional e interagem fortemente uns com os outros. Pelo EHQ, os elétrons, presos em um plano e sujeitos a campos magnéticos muito fortes, percorrem apenas trajetórias quânticas previsíveis, o que representa uma valiosa oportunidade para pesquisas.
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Até então apenas cargas fracionais ímpares do elétron haviam sido observadas, como um terço, um quinto ou um sétimo. Merav Dolev e equipe conseguiram observar a chamada "quasi-partícula" com um quarto da carga em uma estrutura semicondutora. 
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Tais partículas têm grande interesse para a ciência, uma vez que se estima que elas tenham as propriedades certas para permitir o desenvolvimento de computadores quânticos topológicos, muito mais capazes e velozes do que os atuais. 
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"Com cargas entre 0 e 1, essas quase-partículas obedecem a uma forma intermediária de estatística quântica que reside em algum ponto entre as duas formas conhecidas: as estatísticas de Fermi-Dirac e as de Bose-Einstein", destacou Eduardo Fradkin, do Departamento de Física da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, em comentário sobre o estudo na mesma edição da revista. 
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As estatísticas de Fermi-Dirac, que se aplica aos sistemas conhecidos como férmions, incluem elétrons, nêutrons, quarks, neutrinos e átomos constituídos por números pares de partículas. As estatísticas de Bose-Einstein governam os bósons, átomos com números pares de constituintes, como os fótons, glúons e as ainda teóricas (não demonstradas) partículas Higgs. 
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O artigo <i>Observation of a quarter of na electron charge at the v= 5/2 quantum Hall state</i>, de Merav Dolev e outros, pode ser lido por assinantes da <i>Nature</i> em <b><a href="http://www.nature.com" target="_blank">www.nature.com</a></b>.
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