Os férmions de Majorana, ou simplesmente majoranas, constituem um dos objetos mais estudados da física. Teorizadas por Ettore Majorana na década de 1930, tratam-se de partículas que teriam a si mesmas como antipartículas. Aventa-se até hoje que esse possa ser o caso dos neutrinos, embora isso ainda não tenha sido confirmado.
Agora, um novo trabalho feito por um grupo de pesquisadores brasileiros em parceria com um pesquisador na Rússia mostra a possibilidade de usar férmions de Majorana, na forma de quasipartículas, ou seja, de excitações que não são partículas elementares, para a criação de nanodispositivos termoelétricos.
“Nesse trabalho nós basicamente propusemos um sintonizador termoelétrico, isto é, um sintonizador de calor e carga, assistido por férmions de majorana”, explica Antonio Carlos Ferreira Seridonio, pesquisador do campus de Ilha Solteira da UNESP (Universidade Estadual Paulista), autor principal de um artigo publicado em 12 de fevereiro no Scientific Reports, periódico do grupo Nature.
O dispositivo referido é constituído por um ponto quântico (quantum dot, ou QD), que pode ser descrito como algo parecido com um átomo artificial, situado entre dois contatos metálicos em temperaturas diferentes.
A diferença de temperatura é fundamental para que possa ocorrer condução de energia térmica através do ponto quântico. Um fio supercondutor quase unidimensional, chamado de fio de Kitaev, é conectado ao átomo artificial. E esse fio, que no trabalho tem a forma de um “U”, abriga dois majoranas em suas extremidades, que surgem a partir de excitações caracterizadas por modos de energia zero.
Segundo Seridonio, a ideia é que o trabalho teórico possa contribuir para o desenvolvimento de dispositivos termoelétricos baseados em férmions de Majorana.
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