12 abril 2006

Physics News Update n° 773



PHYSICS NEWS UPDATE

Boletim de Notícias de Física do Instituto Americano de Física n° 773, de 12 de abril de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein e Davide Castelvecchi

UMA FOCALIZAÇÃO MAIS ACURADA DE RAIOS-X DUROS foi conseguida com um dispositivo desenvolvido no Argonne National Lab. Por causa de sua alta energia, os Raios-X são difíceis de focalizar: eles podem ser refletidos por uma superfície, mas somente bem "de rabo de olho" (menos de um décimo de grau); eles podem ser refratados, mas o índice de refração é bem próximo de 1, de forma que a manufatura de lentes eficientes se torna um problema; e eles podem ser difratados, mas a rede espessa e de gradiente variado, necessária para a focalização, é difícil de obter. O dispositivo do Argonne é do tipo de difração e consiste em uma pilha de camadas alternadas de metal e silício, feita pela deposição de camadas sucessivamente mais espessas (ver figura em http://www.aip.org/png/2006/258.htm ). Quando os Raios-X caem em uma tal estrutura, praticamente sobre o gume, o que eles "vêem" é um padrão de rede (chamada de placa de zona linear) com a aparência de uma espécie de "código-de-barras". O dispositivo do Argonne é tão bem sucedido em focalizar Raios-X porque a posição das zonas pode ser controlada até dentro de uma tolerância de nanômetos, através do processo de deposição, e a profundidade das zonas pelas quais os Raios-X vão passar, pode ser feita arbitrariamente longa — até o comprimento de mícrons — simplesmente cortando-se uma camada mais espessa do "wafer" de várias camadas. Nos testes realizados, até agora, uma dessas placas, muito ligeiramente inclinada com relação aos Raios-X que vêm de uma fonte sincrotrônica, conseguiu focalizar Raios-X de 20 keV em uma linha de apenas 30 nm de largura, um resultado bem melhor do que os obtidos anteriormente. De acordo com o pesquisador do Argonne, Brian Stephenson, uma versão ideal desse tipo de lentes, que eles chamam de "Lentes de Laue Multicamadas" (Multilayer Laue Lens – MLL), devem ser capazes de focalizar Raios-X em um ponto de 1 nm ou menos. Os usos prováveis para melhores lentes de Raios-X estão na microscopia de campo (fazer uma imagem em Raios-X ampliada de uma amostra) e na sondagem microscópica (pelo escaneamento de um feixe através de uma amostra). (Kang et al., Physical Review Letters, 31 de Março de 2006)

NANO-TERREMOTOS: ONDAS ACÚSTICAS EXCITAM MOLÉCULAS ARTIFICIAIS. Absorvendo fótons de um laser, um átomo pode ser excitado até qualquer um dos níveis discretos de energia permitidos pela mecânica quântica. E quanto a átomos artificiais? Um "ponto quântico" (quantum dot), criado pelos mesmos processos litográficos usados para fazer chips eletrônicos, é quase que uma zona adimensional de material semicondutor; tal como elétrons dentro de átomos, todos os elétrons dentro do confinamento do "ponto quântico" terão apenas um menu restrito de energias permitidas. O mesmo é verdade para um par de "pontos quânticos" com 200 nm de separação; com a aplicação da voltagem estritamente necessária, os elétrons podem passar, por efeito de túnel, de um "ponto" para outro. De fato, um elétron, considerado como um fenômeno quântico ondular com uma determinada amplitude, pode ser considerado como "residente" em ambos os "pontos" ao mesmo tempo, uma propriedade que torna a "molécula de pontos quânticos" potencialmente útil para realizar operações de computação quântica. Agora, um grupo de cientistas foi capaz de sondar, e modificar, os estados de energia quânticos de um par de "pontos quânticos" com ondas de som, ou, mais particularmente, ondas acústicas superficiais, excitadas no substrato que apoia os "pontos". As ondas acústicas, com uma amplitude de menos de 1 nm, que ondulam através da superfície por distâncias tão longas como centenas de mícrons, tal como um nano-terremoto, são criadas através do processo da piezoeletricidade; uma pequena voltagem é enviada através de minúsculos eletrodos pintados na superfície. Isto excita as fracas ondas acústicas (ver figura em http://www.aip.org/png/2006/259.htm ). O processo de interação acústico-puntual, intermediado pelas delicadas interações entre elétrons e fônons, pode ser posto a funcionar em ambas as direções: os "pontos quânticos" podem ser usados para monitorar as ondas acústicas (as quais, por causa de sua pequena energia, são, do outra forma, difíceis de detectar), ou as ondas acústicas podem ser usadas para conhecer o estado eletrônico dos "pontos", o que torna possíveis as acima mencionadas aplicações em informação-quântica. Os pesquisadores envolvidos trabalham na Universidade de Twente e na Universidade de Tecnologia Delft (Holanda), NTT Corporation, Instituto de Tecnologia de Tóquio e Universidade de Tóquio (Japão) e na Universidade Jilin (China). (Naber et al., Physical Review Letters, de 7 de Abril de 2006).

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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.

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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.

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