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A mecânica quântica aplicada em nosso cotidiano

Talvez você tenha um dispositivo em sua casa que utiliza os princípios da mecânica quântica para funcionar esses dispositivos são reais e estão nos computadores, smartphones e outros.

 

O SSD é um dispositivo de armazenamento utilizado em computadores, ele vem como um upgrade do HD e é muito mais rápido que seu antecessor. É comum os computadores terem um SSD para carregar o Sistema Operacional e um HD para armazenar os arquivos, visto que os HD's possuem grande capacidade e são mais baratos. SSD é uma sigla em inglês que significa Solid State Drive ou "unidade de estado sólido", ou seja, eles não possuem partes móveis em sua construção, o que faz com que não sofram desgastes mecânicos.

 

A física no SSD
O SSD é um tipo de memória chamada flash, ela é baseada em semicondutores. De maneira simples os semicondutores estão entre os condutores, que permitem a passagem de corrente elétrica facilmente, e os materiais isolantes, que dificultam essa passagem.

Dentro do SSD existem "armadilhas" onde os elétrons que guardam as informações ficam "presos", e isso possibilita você armazenar uma foto em seu PC, por exemplo.
O problema é que esses elétrons podem "vazar" dessas armadilhas. Para evitar isso as armadilhas são cercadas por materiais isolantes, para dificultar a passagem dos elétrons.

 

Nesse momento você pode estar se perguntando: Mas como eles entraram na armadilha?

 

Elétrons na física clássica
Eles são cargas pontuais com níveis de energia específica, mas é necessária muita energia para que um elétron vença uma barreira isolante, isso acabaria destruindo o isolante. Neste cenário, pouca energia não faz o elétron passar pela barreira e muita energia o faz "romper" o isolante, como na imagem abaixo.

 

Física Quântica salva o dia!
Na mecânica quântica a localização do elétron não é um ponto material, mas sim uma nuvem probabilística. Ao aplicarmos uma tensão com carga positiva a nuvem de probabilidade (que tem carga negativa) é atraída para a armadilha, ela literalmente atravessa a barreira isolante e cai na armadilha.

 

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