Um dos aspectos mais curiosos da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica \u00e9 que ela n\u00e3o s\u00f3 explica o comportamento das part\u00edculas (ao menos do ponto de vista cl\u00e1ssico), como sugere que alguns processos f\u00edsicos podem ser descritos quanticamente, como se fossem part\u00edculas, embora n\u00e3o o sejam propriamente. Esses objetos qu\u00e2nticos ganham o nome gen\u00e9rico de quase-part\u00edculas, e uma das mais conhecidas \u00e9 o f\u00f4non. Ela \u00e9 essencialmente a descri\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica da onda el\u00e1stica gerada pelo movimento de vibra\u00e7\u00e3o dos \u00e1tomos (part\u00edculas reais) em um material.<\/p>\n\n\n\n
A esse respeito, um debate intenso tem sido travado entre os f\u00edsicos sobre a possibilidade de quase-part\u00edculas, e em particular os f\u00f4nons, terem spin \u2013 uma propriedade qu\u00e2ntica que pode ser comparada \u00e0 no\u00e7\u00e3o cl\u00e1ssica de rota\u00e7\u00e3o. Agora, um grupo brasileiro de pesquisadores faz uma descoberta surpreendente, ao determinar que f\u00f4nons de fato podem ter spin, desde que gerados convenientemente.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
O trabalho foi liderado por Sergio Rezende, professor do Departamento de F\u00edsica da UFPE (Universidade Federal de Pernambuco) e ex-ministro da Ci\u00eancia e Tecnologia (2005-2010), em parceria como o professor Ant\u00f4nio Azevedo, e os estudantes de doutorado Jos\u00e9 Holanda (primeiro autor do artigo) e Daniel Souto Maior. O resultado foi publicado na revista “Nature Physics” em 2 de abril.<\/p>\n\n\n\n
“Nossa ideia foi gerar uma onda de spin num material ferromagn\u00e9tico de baix\u00edssimas perdas \u2013 para isso n\u00f3s usamos uma granada de ferro e \u00edtrio \u2013 e convert\u00ea-las em vibra\u00e7\u00f5es de rede, ondas el\u00e1sticas”, explica Rezende.<\/p>\n\n\n\n
O quantum da onda de spin \u00e9 chamado de m\u00e1gnon, enquanto o quantum da onda el\u00e1stica \u00e9 o f\u00f4non. “Quer\u00edamos converter uma onda de spin numa onda el\u00e1stica, ou seja, converter um m\u00e1gnon num f\u00f4non. Isso \u00e9 poss\u00edvel porque os materiais ferromagn\u00e9ticos t\u00eam uma intera\u00e7\u00e3o magneto-el\u00e1stica, ou seja, a vibra\u00e7\u00e3o dos spins provoca uma vibra\u00e7\u00e3o da rede”, prossegue o pesquisador.<\/p>\n\n\n\n
O grupo realizou experi\u00eancias com micro-ondas para excitar os magnons em campos magn\u00e9ticos n\u00e3o uniformes, constatando a viabilidade da convers\u00e3o, e ent\u00e3o resolveram fazer uma experi\u00eancia com espalhamento de luz. “E descobrimos uma coisa muito interessante: o f\u00f4non que \u00e9 produzido pela convers\u00e3o magnon-f\u00f4non espalha a luz de forma que tem polariza\u00e7\u00e3o circular. Isso mostra que o f\u00f4non gerado dessa maneira tem momento angular de spin, ou simplesmente spin, que \u00e9 uma grande novidade.”<\/p>\n\n\n\n