O trampolim mais estranho do mundo não salta - ele balança de um lado para o outro e até desliza nas esquinas. Mas ninguém pode saltar sobre ela porque tem menos de um milímetro de altura.
Físicos desenvolvem dispositivo semelhante a um trampolim em nanoescala que serve como guia de ondas de fônons inovador
Imagine um trampolim tão pequeno, com apenas 0,2 milímetros de largura, com uma superfície mais fina do que qualquer coisa que você já viu e uma espessura de apenas cerca de 20 milionésimos de milímetro. Ele é preenchido com orifícios triangulares arredondados e espaçados uniformemente, proporcionando um design perfurado exclusivo. Apesar da sua aparência delicada, este trampolim é quase imparável. Uma vez que começa a se mover, quase não perde impulso e pode continuar balançando por um longo tempo.
Mas não salta para cima e para baixo como um trampolim normal. Diferentes áreas de sua superfície se movem em diferentes direções, inclusive lateralmente. No centro há até um “trampolim dentro do trampolim”, uma área menor onde a ação é ainda mais frenética. Aqui, o movimento segue um caminho triangular preciso, permitindo que as vibrações arredondem perfeitamente os cantos - uma raridade na física.
Então, qual é o sentido de projetar um trampolim se ninguém consegue pular nele? É claro que esta estrutura não foi projetada para humanos. As pessoas por trás do trampolim – físicos da Universidade de Konstanz, da Universidade de Copenhague e da ETH Zurique – esperam usá-lo para demonstrar novos métodos de transporte de fônons.
O "trampolim" é na verdade um guia de ondas para fônons: um filme vibratório ultrafino feito de nitreto de silício. Pode-se dizer que os fônons são "quanta sonoros", os estados excitados básicos nos quais se baseiam as vibrações da rede cristalina sólida. Os físicos esperam usar trampolins para demonstrar como os fônons podem ser guiados "em torno dos cantos" com pouca perda de momento através de estruturas de superfície únicas baseadas em princípios topológicos matemáticos. Isto é importante em circuitos como circuitos de microchip, onde os sinais precisam ser roteados em torno de bordas e curvas.
Os resultados são impressionantes: usando trampolins, os fônons podem até mesmo se mover em curvas fechadas de 120 graus quase sem perda de impulso. O número de fônons que “saltam” em vez de se curvarem é inferior a um em 10.000. “Essa perda ultrabaixa é comparável aos equipamentos de telecomunicações contemporâneos”, diz o físico de Konstanz, Oded Zilberberg.
Zilberberg está interessado em estudar tais efeitos topológicos em estruturas superficiais e suas aplicações. Ele acredita que com esta abordagem poderá ser possível construir “estradas” completas para os fônons. Zilberberg projetou a estrutura exata do trampolim. Seus colegas da Universidade de Copenhague e da ETH Zurique colocaram então a ideia em prática. As descobertas da equipe de pesquisa foram publicadas recentemente na revista Nature.
Mas é possível construir um trampolim para as pessoas pularem? “Na verdade, pensei sobre isso”, disse Zilberberg rindo. "Seria certamente uma experiência interessante. Imagino que o princípio também se aplicaria a objetos de maior escala." Mesmo assim, ninguém deveria experimentar um trampolim em “tamanho real” sem capacete.
Compilado de /scitechdaily