1. Compressibilidade de um isolante de Mott em átomos ultra frios

    Em artigo publicado recentemente no Physical Review Letters, uma colaboração entre experimentais e teóricos de diferentes áreas e instituições, entre eles a prof. Thereza Paiva do IF-UFRJ, caracterizou o regime isolante de Mott de átomos de Lítio ultra frios armazenados em redes óticas. A extração  da densidade e da compressibilidade locais dos átomos foi obtida por meio de imageamento in-situ. A comparação com simulações numéricas permitiu a determinação da temperatura do sistema.

    Esses resultados reforçam a possibilidade de explorar fenômenos de muitos corpos  com átomos ultra frios, uma vez que a compressibilidade pode detectar sinais de diferentes fases ou fronteiras entre fases.

    Para saber mais detalhes, veja a página web do artigo:

    http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.070403

  2. Redistribuição de Emaranhamento na presença de descoerência

    O emaranhamento é um fenômeno puramente quântico, responsável por aplicações interessantes tais como teletransporte quântico.  Quando um par de sistemas quânticos inicialmente emaranhados interage com um meio ambiente, conhecido como o processo descoerência, há várias maneiras pelas quais o emaranhamento original pode espalhar no sistema total de quatro partes. Investigadores do IF/UFRJ relatam resultados teóricos e experimentais sobre a dinâmica da distribuição de emaranhamento neste sistema. O experimento emprega uma configuração ótica em que os bits quânticos são codificados nos graus de liberdade de polarização de dois fótons, e cada interacção local é implementado com um interferômetro, que acopla a polarização com o caminho de cada fóton, que atua como um ambiente. Eles monitoram a dinâmica e a distribuição de emaranhamento, observam a transição do emaranhamento bipartido para o emaranhamento multipartido e volta, e mostram como essas transições estão intimamente relacionados com a morte súbita e nascimento súbita de emaranhamento. O emaranhamento multipartido é ainda analisada em termos de contribuições de emaranhamento de três e quatro partes. Emaranhamento genuíno de quatro partes é observado em alguns pontos da evolução. Este trabalho ilumina as relações entre diferentes tipos de emaranhamento, um recurso necessário para futuras redes de informação quântica.

    Para saber mais, visite a página web do artigo, publicado recentemente no Physical Review Letters:

    http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.113.240501

  3. Formação de molécula de doadores no silício

    Em publicação na Nano Letters da American Chemical Society, os professores do IF André Saraiva e Belita Koiller  e colaboradores demonstraram como identificar um par de impurezas em silício, em analogia a uma molécula de H2. As particularidades dos elétrons de condução do Si permitem contactar eletricamente e passar uma corrente por uma molécula dessas. O resultado — extremamente diferente da lei de Ohm, permite a identificação de parâmetros dessa molécula artificial, como a separação entre impurezas.

    Para saber mais sobre o trabalho, visite a página web da revista

  4. Não-Markovianidade por intermédio da informação acessível

    A interação inevitável entre um dado sistema quântico e seu ambiente faz com que o primeiro perca algumas de suas propriedades, como a sua coerência. No entanto, nos casos onde essa interação apresenta traços não-Markovianos sabe-se que parte da coerência perdida para o ambiente pode ser recuperada, fazendo com que o estudo da chamada “não-Markovianidade” em sistemas quânticos abertos seja muito importante. Em artigo publicado recentemente no periódico Physical Review Letters, G. H. Aguilar, O. Jimenez Farias, S. P. Walborn e P. H. Souto Ribeiro do IF-UFRJ, juntamente com colaboradores do Brasil e da Turquia, propõem uma maneira de quantificar a não-Markovianidade de uma interação baseada na máxima quantidade de informação clássica que o ambiente pode obter sobre o sistema, a chamada informação acessível. Eles utilizam um sistema óptico para emular um reservatório não-Markoviano e com isto são capazes de fazer um teste experimental deste novo método.

    Para saber mais, visite a página da revista http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.210402

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  5. Seção de choque de absorção óptica de nanotubos isolados

    A determinação da seção de choque de absorção ótica é de importância central para o entendimento dos diversos materiais. No entanto, sua realização experimental em nanoestruturas individuais é desafiadora devido devido à baixa sensibilidade no uso de técnicas tradicionais. Neste trabalho, pesquisadores da U. C. Berkeley conseguiram, utilizando técnicas de manipulação da polarização da luz, determinar a seção de choque de absorção em uma faixa espectral larga para 50 nanotubos de carbono individuais. Os resultados foram analisados e interpretados teoricamente pelo Prof. Rodrigo Capaz e colaboradores, que puderam sistematizar a dependência dos resultados obtidos com o diâmetro e a quiralidade dos nanotubos, estabelecendo assim fórmulas empíricas que podem ser aplicadas para qualquer nanotubo de carbono. Os resultados deste trabalho foram publicados nos Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 

    Para saber mais, visite a página web da revista.

  6. Efeito magnetoelétrico na interface Fe/BaTiO3

    Na edição de março de 2014 da revista Nature Communication, o professor Benjamin Rache Salles do IF da UFRJ e colaboradores controlaram a magnetização de uma interface Fe/BaTiO3 com uma tensão elétrica. Medidas de dicroísmo magnético de raio X e de microscopia eletrônica de transmissão, acompanhadas por cálculos de primeiros princípios, evidenciaram uma variação do estado magnético (ferromagnético – paramagnético) dos átomos de Fe da interface Fe/BaTiO3 com uma mudança do estado de polarização elétrica do BaTiO3.

    O efeito magneto elétrico é a possibilidade de controlar a magnetização de um material com um campo elétrico, e vice versa. Tais materiais são simultaneamente ferroelétricos e ferromagnéticos. A integração de filmes finos com tais propriedades em dispositivos eletrônicos é considerada como um dos próximos grandes passos da eletrônica de spin

    Para saber mais, visite a página web da revista.

  7. Simulação quântica experimental de um processo de resfriamento usando fótons emaranhados

    Em artigo publicado recentemente em Physical Review Letters, Gabriel H. Aguilar, Paulo H. Souto Ribeiro e Stephen P. Walborn, do IF-UFRJ e colaboradores da Alemanha e Espanha, usaram os graus de liberdade de polarização combinados aos graus de liberdade de momento linear de fótons, para simular uma pequena cadeia de spins. Este tipo de simulação quântica se distingue da convencional por ter a capacidade de implementar propriedades físicas como o emaranhamento quântico. Foi demonstrado que o resfriamento da cadeia leva à formação de um estado emaranhado especial chamado de “estado cluster”, ideal para a computação quântica via medidas. O estado cluster foi testado na preparação remota de estados, um algoritmo básico.

    Para saber mais, visite a página web da revista: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.160501

  8. Efeito Hall de spin no grafeno

    Em uma recente publicação no Physical Review Letters, a professora Tatiana G. Rappoport do IF-UFRJ, juntamente com pesquisadores da National University of Singapore, mostraram que é possível fazer uma conversão eficiente de corrente elétrica para corrente de spin no grafeno com átomos adsorvidos. Essa conversão é possível graças ao efeito Hall de spin extrínsico que ocorre devido à interação spin-órbita nesses átomos.

    Para saber mais, visite a página web da publicação.

  9. Identificação de emaranhamento em variáveis contínuas

    Em artigo publicado recentemente no Physical Review Letters Malena Hor-Meyll e seus colegas Jéssica Almeida, Gabriela Lemos, Paulo H. Souto Ribeiro e Sephen Walborn, todos do IF-UFRJ, usam um modulador espacial de luz para acoplar graus de liberdade espaciais e a polarização de dois feixes de luz. Esse esquema permitiu identificar emaranhamento entre os graus de liberdade espaciais transversais de partículas de luz — os fótons –, que são variáveis contínuas, através de medidas de polarização, um grau de liberdade discreto.

    Para saber mais, vejam a página de destaque na SBF e a página web da publicação.

  10. Materiais Antiferromagnéticos para a Spintrônica

    Em uma recente publicação na Nature Communications os pesquisadores Vitória Barthem e Dominique Givord do Instituto de Fisica/UFRJ, juntamente com pesquisadores franceses do Institut Néel e do Laboratoire National des Champs Magnétiques intenses em Grenoble (França), monstraram, associando medidas de Ressonância Nuclear Magnética e de Difração de Neutrons, que o composto Mn2Au é antiferromagnetico (ver Figura)  Este composto era considerado como não magnético até então. Isto pois é muito difícil distinguir um material antiferromagnetico com ordem a alta temperature de um sistema não magnético. O momento magnético do manganês no Mn2Au é de 4 µB (no  Fe metálico o momento do Fe é de 2.2 μB). A Temperatura de ordem magnética, TNéel, é maior que 1400 K . Essas propriedades fazem de Mn2Au o mais promissor material identificado para a « spintrônica com antiferromagnéticos ». Para que a potencialidade desse material se torne realidade, um crescimento controlado de filmes finos é necessário, bem como o desenvolvimento de processos permitindo a rotação controlada dos momentos.

    A partir da descoberta da Magnetoresitência Gigante por Fert e Grïnberg em 1988 (Nobel Prize em 2007), a Spintrônica se desenvolveu como um ramo da nanoeletrônica que explora o fato do eletron possuir um spin. A resistência elétrica dos dispositivos spintrônicos dependem do seu estado magnético. O chamado efeito “magneto-resistivo” é essencialmente  explorado em nano-sensores de alta sensibilidade, tais como a cabeça de leitura dos discos rígidos dos computadores. Em um futuro próximo, novas gerações de memórias magnéticas serão desenvolvidas combinando as funções das memórias de acesso aleatório (RAM) e as funções dos discos rígidos. Essas memórias irão incorporar novos tipos de materiais magnéticos capazes de manter as informações registradas em espaços extremamente pequenos. Os Materiais ferromagnéticos normalmente utilizados, são bem sensíveis aos efeitos parasitas dos campos desmagnetizantes, que tendem a se tornar críticos com a redução do tamanho dos objetos. Este é o motivo do recente interesse pelos materiais antiferromagnéticos na spintrônica.

    Para saber mais sobre o trabalho, visite a página web da revista:  http://www.nature.com/ncomms/2013/131211/ncomms3892/full/ncomms3892.html