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Computador Quântico?

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Computador Quântico?

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 13th Dezembro 2015, 11:35

Os saltos (quânticos?) de Barkhausen



Nota: Esse assunto foi postado e discutido no extinto fórum de física do IFUFF.
Oportunamente, citaremos a opinião do mantenedor prof. Penna sobre esta questão

Antes de conhecer o efeito de Barkhausen, vamos tentar entender o que são respostas de "sistemas lineares", "não-lineares" e "quânticos" (ou, pelo menos, digitais).

Um exemplo de "uma resposta linear" é dado no exemplo abaixo:



Uma torneira regula o fluxo de água que enche um balde cilíndrico. É possível perceber que a velocidade de subida do nível de água será constante. Ao lado da figura, fizemos um gráfico da evolução (resposta) do nível de água do balde em função do tempo. No final da experiência, o balde transborda (satura) de modo que o nível não sobe mais. Isso pode ser observado no fim do gráfico, à direita.

No segundo caso, a situação da torneira é a mesma. Mas desta vez, o fluxo de água abastece um balde cônico.



A cada momento, a velocidade de subida do nível da água decai, em função do aumento do diâmetro do balde.
A "resposta" a este sistema é não-linear. O gráfico ao lado do balde mostra claramente o aumento do nível em função do tempo de enchimento. Ao fim da experiência, o balde transborda e o nível não sobe mais.

Vamos agora a outro sistema um pouco diferente:

Abaixo, temos uma pilha "geradora de corrente elétrica", cujo fluxo eletrônico (corrente elétrica) percorre um circuito desde o polo positivo (+) até o polo negativo (-), através de um condutor elétrico (fio de cobre) retílineo até chegar ao arranjo espiral, em forma de mola. Na parte inferior da mola o condutor torna-se retilíneo e retorna a pilha.



Nesse circuito (na parte superior), há um "registro" (válvula de controle) que permite que a corrente elétrica aumente linearmente em relação ao tempo. A corrente elétrica do circuito aumenta "em rampa".

A "resposta" desse circuito se dá no arranjo espiral. Quando a corrente elétrica percorre a mola, há uma concentração de campo magnético (linhas de indução), que aumenta linearmente ao aumento de corrente. A resposta é semelhante ao balde cilíndrico.

Na experiência seguinte, colocamos um cilíndro de ferro dentro da mola, sem que o cilíndro toque no fio de cobre, a fim de evitar curto-circuitos e prejudicar a experiência.



O campo magnético (linhas de indução) formado na mola aumentará sensívelmente pela adição do cilindro de ferro.

Mas, o campo magnético "responderá" como?
Responderá como na experiência do balde cônico.

Mas não é só isso...

Dêem uma olhada no gráfico, abaixo:



Barkhausen descobriu que o campo magnético no ferro cresce em "pequenos saltos".

Barkhausen atribuiu esse efeitp à histerese ferromagnética.
Mas o campo magnético foi "digitalizado" ou "quantificado".

O forumeiro, humildemente, atreve-se a dizer que isso é um efeito quântico. E vai mais longe: afirma que é possível fabricar um computador quântico baseado nesse princípio.

Para saber mais:

Efeito Barkhausen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Barkhausen_effect

NOVELA DIGITAL - Prólogo

Qual o significado da palavra "analógico"?

Qual o significado da palavra "digital"?

http://www.htforum.com/forum/threads/novela-digital.85680/

Eletromagnetismo

http://www.feiradeciencias.com.br/sala13/13_T01.asp

Figura de Histerese, crédito:

http://www.materia.coppe.ufrj.br/mirror/sarra/artigos/artigo10589/10589.pdf

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Re: Computador Quântico?

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 19th Dezembro 2015, 11:05

Abaixo, um filmete da Escola de Física da Universidade de Tel Aviv.



O professor usa uma barra de ímã permanente (vermelha e branca)
A aproximação da barra ao "alvo", composto de vários materiais em teste, altera progressivamente o campo magnético sobre eles.

O alvo contém uma bobina que captura alterações abruptas do campo magnético induzido em certos materiais, não em todos.

A alteração do campo magnético de certos materiais em prova, induz tensões elétricas na bobina do alvo. Essas tensões são amplificadas e ouvidas através de um altifalante (altofalante), como uma série de "clicks", em forma de um ruído quase contínuo.

Note que o professor muda constantemente a orientação da barra magnética, pois uma vez magnetizado, alguns corpos de prova sensíveis ao campo magnético, cessa a alteração de spins sobre as moléculas do mesmo. O último corpo de prova é feito de cobre. Esse material é insensível ao teste.

Cada click representa alteração da posição dos spins de um grupo de moléculas do material em observação.  Não é possível, com esse experimento, identificar a alteração do spin de uma única molécula de cada vez.

Imagine quantos elétrons existem numa pequena porção de material!

Se a aproximação da barra for muito lenta, é possível ouvir "clicks" individuais, que no entanto representam alterações de spin de um grupo de moléculas magnetizadas.

De qualquer maneira, esses clicks podem ser contados, isto é: grosseiramente quantizados.

De uma variação contínua de um campo magnético, obtêm-se uma variação em "saltos" no objeto magnetizado.

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