Célula solar bate recorde mundial com 44,7% de eficiência

Célula de amplo espectro

Uma equipe de pesquisadores alemães estabeleceu um novo recorde de eficiência na conversão de luz solar em eletricidade.

Usando uma concentração de 297 sóis - luz concentrada por lentes - eles obtiveram uma eficiência de 44,7%.

Isto indica que 44,7% de todo o espectro da energia solar, do ultravioleta ao infravermelho, é convertido em energia elétrica.

Essa ampla conversão foi possível porque a célula solar desenvolvida pela equipe do professor Frank Dimroth é na verdade um híbrido formado por quatro subcélulas, cada uma aproveitando uma parte do espectro.

"Estamos incrivelmente orgulhosos da nossa equipe, que tem trabalhado nos últimos três ou quatro anos para construir essa célula solar multijunção," disse ele.

Descoberta uma nova quasipartícula, o Leviton

Leviton

Físicos da França e da Suíça identificaram pela primeira vez um novo tipo de quasipartícula.

O leviton é formado quando se injeta energia em um elétron individual, que então se destaca do mar de partículas onde ele existe normalmente, e passa a navegar sozinho.

Em condições normais, tão logo se excita um elétron na superfície de um metal, a "manada" inteira sai correndo, gerando uma corrente elétrica, e não uma quasipartícula individual.

A melhor analogia para o leviton é uma onda do mar que se destacasse na superfície do mar e prosseguisse por conta própria, independentemente das demais ondas.

O nome leviton foi dado em homenagem ao físico Leonid Levitov, que previu a possibilidade da criação da quasipartícula em 1996, e segue a nomenclatura usada para os solitons.

A criação do leviton significa que é possível usar elétrons individuais para transportar e processar informações quânticas, de forma similar à que se emprega fótons para transmitir informações em circuitos ópticos - a informação não seria transportada por ondas de luz, mas, por assim dizer, por ondas de matéria.

Descobertas computações sub-neurais no cérebro

Computações cerebrais

Os cientistas há muito sonham em construir computadores tão poderosos quanto o cérebro humano.

Agora a tarefa ficou muito mais difícil.

Não porque o desenvolvimento dos computadores tenha se deparado com algum gargalo, mas porque o cérebro humano é muito mais complicado do que se imaginava.

Spencer Smith e seus colegas de universidades britânicas e norte-americanas descobriram que os dendritos, as partes menores dos neurônios, também são componentes ativos que fazem suas próprias "computações".

Até agora, o saber científico estabelecia que apenas os axônios, as porções maiores dos neurônios, seriam ativas, e todos os processos cerebrais seriam resultantes da atuação das redes neurais, conjuntos de vários neurônios disparando seus axônios de forma coordenada.

Coletor sem fios recupera energia perdida no ambiente

Célula de colheita de energia

Usando materiais de baixo custo, dois estudantes da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, construíram um dispositivo de colheita de energia com uma eficiência semelhante à dos modernos painéis solares.

O dispositivo sem fios converte sinais de micro-ondas em corrente contínua capaz de recarregar a bateria de um telefone celular ou outro pequeno aparelho eletrônico.

Ele opera segundo um princípio similar ao das células solares, que convertem a energia da luz em corrente elétrica.

Mas, em vez de semicondutores, o conversor utiliza metamateriais, estruturas capazes de capturar várias formas de energia e ajustá-las com objetivos específicos - construir mantos da invisibilidade, por exemplo.

Diodo quântico: processadores sem transístor e energia solar sem Sol

Tunelamento quântico

Para as exigências dos usuários atuais, parece que a velocidade do silício não é mais suficiente.

É certo que o semicondutor viabilizou toda a atual era tecnológica, mas também é certo que a velocidade dos elétrons que se deslocam através do silício está se mostrando lenta demais.

Felizmente, a saída está ao alcance.

Em 2010, físicos construíram um componente eletrônico inusitado, um diodo quântico, que, como seu nome indica, funciona com base nas leis da mecânica quântica, e não nas regras da física clássica.

Além do silício: diodo quântico pode criar nova eletrônica

A grande vantagem é que, no componente quântico, os elétrons não têm que se mover através dos materiais - eles simplesmente tunelam, atravessando uma barreira eletricamente isolante e aparecendo quase que instantaneamente do outro lado.

Tunelamento é um efeito quântico que permite que uma partícula atravesse uma barreira física. Isso é possível porque os elétrons apresentam comportamento tanto de partícula quanto de onda - quando batem na barreira isolante, a função de onda não zera instantaneamente, durando um tempo suficiente para que o elétron apareça do outro lado.

O componente, uma pilha de materiais isolantes e condutores, que passou a ser conhecido como diodo metal-isolante-metal (MIM), foi construído por uma equipe da Universidade do Estado do Oregon, nos Estados Unidos.

Fóton e elétron unem matéria e energia dançando valsa

Um estado até agora desconhecido de acoplamento entre fótons e elétrons acaba de ser documentado na superfície de um cristal.

Fótons são os elementos básicos da luz, enquanto os elétrons são os representantes da matéria.

O estado de acoplamento matéria-energia foi observado na superfície de um isolante topológico, um tipo de cristal que transmite eletricidade apenas na sua superfície, mas não em seu interior.

"Este trabalho abre uma avenida para a manipulação óptica de estados quânticos da matéria," resumiu o professor Nuh Gedik, do MIT.

Espaço pode ser formado por "átomos de espaço"

Teoria da gravidade quântica

Apesar de todos os avanços recentes, a física de hoje não consegue descrever o que aconteceu no Big Bang.

A teoria quântica e a teoria da relatividade funcionam muito bem dentro de suas próprias fronteiras, mas colapsam nesse estado primordial quase infinitamente denso e quente do Universo.

Em certas regiões extremas - em distâncias extremamente pequenas, na chamada escala de Planck, por exemplo - nenhuma das duas teorias tem qualquer coisa a dizer.

Espaço e tempo, portanto, não têm nenhum significado em buracos negros ou, mais notavelmente, durante o Big Bang.

É por isso que os físicos sonham com uma teoria mais abrangente, uma teoria da gravidade quântica, que unifique estes dois pilares fundamentais da física.

Assim, esperam eles, poderíamos ter uma visão plausível de como o Universocomeçou.