Uma equipe de pesquisadores dos Estados Unidos conseguiu descobrir um novo estado quântico da matéria. Induzindo um campo magnético em um material formado por três elementos, foi possível melhorar a condutividade elétrica em um bilhão por cento, segundo os pesquisadores. A pesquisa foi publicada na revista Nature.
Alguns materiais têm propriedades únicas. Em pesquisa anterior com o mesmo trímero, formado por manganês, telúrio e silício, os pesquisadores perceberam que a liga não obedecia a algumas regras já conhecidas.
Alguns materiais aumentam sua condutividade quando são expostos a um campo magnético, não importando em qual ângulo esse estímulo ocorra. Esse fenômeno é conhecido como magnetorresistência.
O campo magnético auxilia a ordenar a passagem de elétrons e melhora a passagem deles pelo material, aumentando assim a condutividade.Fonte: Getty Images
Mas o material, formado por pequenos grupos similares a favos de mel, fatiados em várias camadas, não respondia ao campo magnético da mesma maneira.
Os pesquisadores perceberam que o material só respondia ao campo magnético quando ele era aplicado perpendicularmente ao trímero, ordenando a passagem das partículas de modo tão rápido que aumentou a condutividade em um bilhão por cento.
Mas quando o campo magnético era aplicado em outros ângulos, os elétrons se movimentavam ao redor dos octaedros de maneira desordenada, agindo mais como um material isolante.
Sami Hakani, físico teórico e pós-graduando na Georgia Tech explica que como esse material não se encaixava em nenhum modelo preexistente, foi preciso desenvolver novas ideias para entendê-lo.
De acordo com os pesquisadores, o material se parece com favos bidimensionais, mas olhando lateralmente, eram similares a folhas.Fonte: Insira a fonte
Mas, por que isso acontece? A tarefa de encontrar essa resposta ficou por conta dos físicos teóricos.
Analisando as propriedades do material, eles perceberam que trímero permitia que os elétrons se movimentassem de maneira circular ao redor das celas, formando "correntes de loop". Essa característica se deve à organização iônica do telúrio.
A formação dessas correntes circulares ocorre de forma mais eficiente quando o campo magnético é aplicado perpendicularmente, estabelecendo um fluxo organizado.
Com isso os elétrons conseguem passar com mais agilidade, potencializando o efeito, gerando uma magnetorresistência colossal.
Com um tráfego organizado, o material antes com baixa condutividade se torna um supercondutor.Fonte: Insira a fonte
De olho no futuro
Mas os pesquisadores observaram ainda outra forma de tornar esse material um bom condutor. Eles explicam que o material também se transforma, mas de maneira mais lenta, quando estimulado por uma corrente elétrica.
Para a equipe de pesquisa, essa propriedade do material pode ter uma aplicabilidade promissora para o desenvolvimento de sensores e na otimização de computadores quânticos.
"Olhando para o futuro, esperamos entender não apenas o que torna esse material especial, mas também quais ingredientes microscópicos são necessários para que materiais relacionados se tornem tecnologias quânticas úteis em nosso futuro”, diz Hakani em um comunicado.
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