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Coerência Quântica Macroscópica em Sistemas Ferromagnéticos

Fagner de Paula (UFF)

Por muitas décadas, fenômenos quânticos foram observados apenas com sistemas microscópicos, tais como átomos, elétrons e fótons. No entanto, avanços na fabricação e controle de sistemas físicos com dimensões extremamente reduzidas vêm permitindo a manifestação de eventos quânticos em proporções gigantescas. Por exemplo, existem evidências de superposições quânticas do tipo gato de Schrödinger com uma supercorrente composta por até bilhões de elétrons num SQUID (Superconducting Quantum Interference Device). Neste seminário, discutiremos sobre novas propostas de dispositivos de Matéria Condensada que podem exibir efeitos quânticos macroscópicos. Em particular, abordaremos sistemas ferromagnéticos capazes de manifestar CQM (Coerência Quântica Macroscópica), ou seja, ferromagnetos nos quais o campo de magnetização tunela periodicamente no tempo entre dois estados topologicamente distintos e degenerados. Veremos dois dispositivos: um fio ferromagnético no qual uma parede de domínio tunela entre dois centros de aprisionamento artificiais; e um MQUID (Magnetic Quantum Interference Device), isto é, um análogo magnético do SQUID que permite efeitos de tunelamento com uma “supercorrente” formada por vórtices de spin. Esses dispositivos são úteis não só na exploração dos limites de validade da Mecânica Quântica, mas também abrem novas possibilidades de implementação de um qubit.