A teoria da neurociência da ‘limia do caos’ pode levar a chips de computação super-rápidos que se comportam como supercondutores
Caminhando na corda bamba entre a ordem e o caos, os pesquisadores poderão um dia fazer com que os chips de computador funcionem mais como o cérebro humano.
Os investigadores criaram condições no “limite do caos”, um ponto de transição entre a ordem e a desordem que permite a rápida transmissão de informação, num dispositivo eletrónico.
Isso permitiu aos cientistas amplificar um sinal transmitido através de um fio sem usar um amplificador separado – superando qualquer perda de sinal devido à resistência elétrica. Tal linha de transmissão, que imita o comportamento de supercondutorespoderia tornar os futuros chips de computador mais simples e eficientes, informou a equipe em 11 de setembro em o diário Natureza.
Parece que um chip de computador operando à beira do caos pode quebrar a qualquer momento. Mas muitos pesquisadores teorizaram que o cérebro humano funciona segundo um princípio semelhante.
Considere um neurônio ou célula nervosa. Cada neurônio possui um axônio, um apêndice semelhante a um cabo que transmite sinais elétricos aos neurônios próximos. Esses sinais elétricos ajudam seu cérebro a perceber o que está ao seu redor e a controlar seu corpo.
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Os axônios variam de 0,04 polegadas (1 milímetro) a mais de 3 pés (1 metro) de comprimento. A transmissão de um sinal elétrico através de um fio do mesmo comprimento leva à perda de sinal, causada pela resistência do fio. Os projetistas de chips de computador contornam esse problema inserindo amplificadores entre fios mais curtos para aumentar o sinal.
Mas os axônios não precisam de amplificadores separados – eles são autoamplificadores e podem transmitir sinais elétricos sem muita perda de sinal. Alguns pesquisadores pensam que eles existem à beira do caos, o que lhes permite amplificar pequenas flutuações nos sinais elétricos sem permitir que esses sinais fiquem fora de controle.
No novo estudo, os cientistas imitaram esse comportamento de autoamplificação em um sistema não biológico. Eles primeiro estabeleceram condições de limite do caos em um material chamado cobaltita de lantânio (LaCoO3). Quando eles aplicaram a corrente certa ao LaCoO3pequenas flutuações na tensão resultante foram amplificadas. A equipe então testou as condições em um fio em contato com uma folha de LaCoO3.
Eles colocaram dois fios de 0,04 polegadas (1 mm) no topo do LaCoO3 e os usei para aplicar a mesma corrente ao LaCoO3. Essa corrente estabeleceu as condições à beira do caos. Em seguida, aplicaram um sinal de tensão oscilante a uma extremidade de um dos fios e mediram o sinal de tensão na outra extremidade do fio. Os pesquisadores observaram uma ligeira amplificação nessas flutuações de tensão.
Amplificar tal sinal requer energia adicional. Os cientistas descobriram que essa energia vinha da mesma fonte usada para manter o limite do caos – a corrente aplicada. Na maioria dos componentes eletrônicos, parte da energia da corrente aplicada se dissipa na forma de calor. Mas à beira do caos, uma parte da energia amplificou o sinal.
Operar à beira do caos assemelha-se à supercondutividade, na medida em que os efeitos da resistência são insignificantes. O novo método poderia permitir um comportamento semelhante ao do supercondutor em temperaturas e pressões normais, disseram os autores, se a tecnologia for usada para criar chips no futuro.
“Tal solução, que potencialmente evita milhares de repetidores e buffers, poderia aliviar enormemente
