Portal de Eventos Científicos da UTFPR (EVIN), XXIII Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica da UTFPR

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Gatos de Schrödinger em sistemas supercondutores
GELSON ROCHA

Última alteração: 2018-10-23

Resumo


A supercondutividade é um fenômeno apresentado por certos materiais que, quando resfriados a baixíssimas temperaturas, conduzem uma supercorrente formada por pares de elétrons, conhecidos como pares de Cooper, que fluem ao longo da rede cristalina sem experimentar resistência. A supercorrente foi descoberta pelo físico holandês H. K. Onnes em 1911 ao observar o desaparecimento abrupto da resistividade elétrica de uma amostra de mercúrio abaixo de 4,2 K. Essa descoberta implicou no desenvolvimento de uma vasta gama de dispositivos. Em especial, o SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) que é um anel supercondutor microscópico contendo uma ou mais camadas isolantes conhecidas como junções Josephson, o qual é capaz de medir campos magnéticos extremamente fracos e está presente em técnicas de ressonância magnética núclear, microscopia, magnetoencefalografia, entre outras. Porém, o SQUID não funciona apenas como um magnetômetro. Por exemplo, resultados teóricos sugerem que uma linha de transmissão composta por uma rede de SQUIDs poderia simular fenômenos associados com buracos negros, tal como a radiação Hawking. Trabalhos teóricos e experimentais mostraram também que uma supercorrente composta por bilhões de pares de Cooper num SQUID pode ser induzida a uma superposição quântica de dois estados, análogo ao estado vivo e morto do gato de Schrödinger, com a supercorrente fluindo no sentido horário e anti-horário ao mesmo tempo. Além disso, SQUIDs estão sendo utilizados como bits de processadores quânticos em desenvolvimento. O objetivo de nosso trabalho é estudar o comportamento um dispositivo supercondutor capaz de exibir efeitos quânticos similares aos apresentados pelo SQUID. O objetivo deste trabalho é investigar o comportamento de supercorrentes elétricas em uma placa supercondutora, quando quando a mesma é submetida a um campo magnético externo. Estas supercorrentes podem se comportar como gatos de Schrödinger, exibindo um comportamento biestável. A presença do campo magnético externo pode corrigir os níveis de energia do sistema, facilitando a observação experimental destes efeitos. Por meio de cálculos analíticos, encontramos a probabilidade de tunelamento em função de parâmetros experimentais para o caso de orifícios idênticos sob a presença de um campo externo aplicado.


Palavras-chave


Tunelamento; Supercondutividade; Física quântica;