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A Revista Eletrônica Inovação Tecnológica traz uma grande
informação, complementando sua informação em
19/12/2013 sobre o Eletromagnon: o elo que faltava entre o "eletro" e o "magnetismo"
informação, complementando sua informação em
19/12/2013 sobre o Eletromagnon: o elo que faltava entre o "eletro" e o "magnetismo"
A reportagem atual publicada em em 20/04/2015 mostra um avanço tecnológico importante e uma complementação da Teoria de Maxwell.
Hoje os chips são menores do que os conectores das antenas - agora a antena inteira cabe dentro do chip. [Imagem: Dhiraj Sinha/Gehan Amaratunga/UCam]
Descoberta sobre eletromagnetismo
Se a onda tecnológica atual dava a impressão de que
já sabíamos tudo sobre o eletromagnetismo e a
transmissão de dados por meio de antenas, ficou
claro agora que essa era uma suposição ilusória.
já sabíamos tudo sobre o eletromagnetismo e a
transmissão de dados por meio de antenas, ficou
claro agora que essa era uma suposição ilusória.
Uma nova descoberta não apenas complementa e
estende as teorias atuais, como também tem
implicações práticas imediatas para a melhoria da
própria tecnologia, com grande impacto no campo
das transmissões via rádio, hoje mais conhecidas
wireless (sem fios).
estende as teorias atuais, como também tem
implicações práticas imediatas para a melhoria da
própria tecnologia, com grande impacto no campo
das transmissões via rádio, hoje mais conhecidas
wireless (sem fios).
Físicos acabam de apresentar uma nova descrição da
natureza mais íntima do eletromagnetismo que torna
possível a construção de antenas pequenas o
suficiente para serem inseridas dentro dos chips de
computadores, tablets e celulares.
natureza mais íntima do eletromagnetismo que torna
possível a construção de antenas pequenas o
suficiente para serem inseridas dentro dos chips de
computadores, tablets e celulares.
E, no nível mais fundamental, a nova descrição
alinhava uma ponte entre as teorias da física clássica
e da mecânica quântica.
alinhava uma ponte entre as teorias da física clássica
e da mecânica quântica.
Dimensões das antenas
O entendimento atual das ondas eletromagnéticas
vem do trabalho de James Clerk Maxwell, feito há
mais de 150 anos, que estabelece que as ondas
eletromagnéticas são geradas pela aceleração dos
elétrons.
vem do trabalho de James Clerk Maxwell, feito há
mais de 150 anos, que estabelece que as ondas
eletromagnéticas são geradas pela aceleração dos
elétrons.
Impulsionados por uma corrente elétrica, os elétrons
aceleram e geram a radiação eletromagnética, ou
ondas de rádio, que podem então ser dispersas pelo
espaço através das antenas - a chamada radiação
eletromagnética.
aceleram e geram a radiação eletromagnética, ou
ondas de rádio, que podem então ser dispersas pelo
espaço através das antenas - a chamada radiação
eletromagnética.
Ocorre que, para emitir e captar essas ondas, as
antenas precisam ter dimensões que são
determinadas pelo comprimento das ondas usadas
nas transmissões - dimensões estas que são
incompatíveis com as dimensões dos circuitos
eletrônicos ultraminiaturizados da atualidade.
antenas precisam ter dimensões que são
determinadas pelo comprimento das ondas usadas
nas transmissões - dimensões estas que são
incompatíveis com as dimensões dos circuitos
eletrônicos ultraminiaturizados da atualidade.
Dhiraj Sinha e Gehan Amaratunga, da Universidade
de Cambridge, no Reino Unido, descobriram agora
que não precisa ser assim.
de Cambridge, no Reino Unido, descobriram agora
que não precisa ser assim.
Além de permitir fabricar antenas dentro dos próprios chips, a descoberta pode ser o elemento que faltava na teoria eletromagnética. [Imagem: Dhiraj Sinha/Gehan Amaratunga/UCam]
Teoria incompleta
Os físicos sabiam que a teoria de Maxwell era
incompleta há várias décadas, desde que foram
descobertos materiais conhecidos como sólidos
dielétricos, que normalmente agem como isolantes,
nos quais os elétrons não estão livres para se mover
- mas esses materiais dielétricos geram e emitem
radiação eletromagnética.
incompleta há várias décadas, desde que foram
descobertos materiais conhecidos como sólidos
dielétricos, que normalmente agem como isolantes,
nos quais os elétrons não estão livres para se mover
- mas esses materiais dielétricos geram e emitem
radiação eletromagnética.
Além disso, o fenômeno da radiação devido à
aceleração dos elétrons não tem uma contrapartida
na mecânica quântica, onde se assume que os
elétrons saltam entre estados discretos de energia.
aceleração dos elétrons não tem uma contrapartida
na mecânica quântica, onde se assume que os
elétrons saltam entre estados discretos de energia.
Apesar da incompletude da teoria, isso não impediu
que esses materiais fossem usados na prática: os
ressonadores dielétricos são a base das antenas dos
telefones celulares, por exemplo.
que esses materiais fossem usados na prática: os
ressonadores dielétricos são a base das antenas dos
telefones celulares, por exemplo.
Os dois pesquisadores descobriram agora que o
fenômeno da radiação eletromagnética não precisa
ser gerado apenas pela aceleração dos elétrons: ele
é gerado também por um processo chamado
quebra de simetria.
fenômeno da radiação eletromagnética não precisa
ser gerado apenas pela aceleração dos elétrons: ele
é gerado também por um processo chamado
quebra de simetria.
A nova teoria elucida a geração de ondas que se espalham para o ambiente a partir de materiais dielétricos. [Imagem: Dhiraj Sinha/Gehan Amaratunga/UCam]
Quebra de simetria do campo elétrico
Em física, a simetria é uma indicação de uma
característica constante de um aspecto particular de
um sistema. Neste caso em particular, quando os
elétrons estão em movimento no material, há uma
simetria do campo elétrico.
característica constante de um aspecto particular de
um sistema. Neste caso em particular, quando os
elétrons estão em movimento no material, há uma
simetria do campo elétrico.
Usando uma película muito fina de material
piezoelétrico, a dupla demonstrou que é possível
quebrar a simetria do campo elétrico aplicando um
tensão assimétrica ao material. Isto gerou uma
radiação eletromagnética que se espalha pelo
espaço livre ao redor, demonstrando que o material
pode funcionar como uma antena mesmo em
escalas nanométricas.
piezoelétrico, a dupla demonstrou que é possível
quebrar a simetria do campo elétrico aplicando um
tensão assimétrica ao material. Isto gerou uma
radiação eletromagnética que se espalha pelo
espaço livre ao redor, demonstrando que o material
pode funcionar como uma antena mesmo em
escalas nanométricas.
Assim, a radiação eletromagnética emitida pelos
materiais dielétricos é gerada tanto pela aceleração
dos elétrons nos eletrodos metálicos conectados a
eles, como Maxwell previu, quanto pela quebra de
simetria do campo elétrico gerada pela chegada
desses elétrons no material isolante.
materiais dielétricos é gerada tanto pela aceleração
dos elétrons nos eletrodos metálicos conectados a
eles, como Maxwell previu, quanto pela quebra de
simetria do campo elétrico gerada pela chegada
desses elétrons no material isolante.
Além de permitir fabricar antenas dentro dos
próprios chips, a descoberta pode ser o elemento
que faltava na teoria eletromagnética.
próprios chips, a descoberta pode ser o elemento
que faltava na teoria eletromagnética.
"Eu não estou sugerindo que nós tenhamos
descoberto alguma grande teoria unificadora, mas
esses resultados vão ajudar a entender como o
eletromagnetismo e a mecânica quântica se cruzam
e se juntam. Eles abrem um enorme conjunto de
possibilidades a serem exploradas," disse
Amaratunga.
descoberto alguma grande teoria unificadora, mas
esses resultados vão ajudar a entender como o
eletromagnetismo e a mecânica quântica se cruzam
e se juntam. Eles abrem um enorme conjunto de
possibilidades a serem exploradas," disse
Amaratunga.
Aplicações práticas
A descrição deste novo fenômeno terá efeitos
práticos imediatos, não apenas para os telefones
celulares e para as redes sem fios, mas também
para tecnologias que estão dependendo de um
impulso de miniaturização para decolar, como
a Internet das Coisas, que depende de
transmissores e receptores sem fios muito
pequenos - algo limitado pela atual dimensão
das antenas.
práticos imediatos, não apenas para os telefones
celulares e para as redes sem fios, mas também
para tecnologias que estão dependendo de um
impulso de miniaturização para decolar, como
a Internet das Coisas, que depende de
transmissores e receptores sem fios muito
pequenos - algo limitado pela atual dimensão
das antenas.
Os materiais piezoelétricos usados no experimento
podem ser fabricados na forma de filmes - ou
películas muito finas - usando semicondutores como
o niobato de lítio, o nitreto de gálio ou o arseneto de
gálio, todos bem conhecidos da indústria eletrônica
e totalmente integráveis no interior dos chips.
Imagens do Artigo publicado em 9/12/2013 sobre
o Eletromagnon
Só recentemente um material multiferroico permitiu controlar o magnetismo usando eletricidade a temperatura ambiente pela primeira vez.[Imagem: Ruhr Universitat]
Este foi o complexo aparato desenvolvido por Pimenov para demonstrar que suas suspeitas iniciais estavam corretas. [Imagem: TUWien]
Fontes:
podem ser fabricados na forma de filmes - ou
películas muito finas - usando semicondutores como
o niobato de lítio, o nitreto de gálio ou o arseneto de
gálio, todos bem conhecidos da indústria eletrônica
e totalmente integráveis no interior dos chips.
Imagens do Artigo publicado em 9/12/2013 sobre
o Eletromagnon
Fontes:
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=descoberta-eletromagnetismo-antenas-dentro-chips&id=010110150420&ebol=sim#.VTrTXtJViko
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=eletromagnon-elo-entre-eletro-magnetismo&id=010110131219
J.A.
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