Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/01/2015
O
ordenamento de cargas em cupratos é um fenômeno geral e não está
particularmente associado com as cargas positivas. [Imagem: Eduardo H. da Silva
Neto et al. - 10.1126/science.1256441]
Físicos
descobriram pela primeira vez um fenômeno conhecido como ordenamento de cargas,
envolvido diretamente com a supercondutividade, em cristais de óxido de cobre
dopados com elétrons.
A descoberta é
um passo fundamental rumo à tão sonhada obtenção da resistência elétrica zero a
temperatura ambiente.
Ordenamento de cargas
A
supercondutividade ocorre quando os elétrons se juntam em pares e viajam
através da rede cristalina de um material sem resistência - esse material é
então chamado de supercondutor.
Em compostos
de óxido de cobre, ou cupratos, a supercondutividade é obtida em cristais que
possuem elétrons de mais ou de menos.
Quando
elétrons são adicionados, o processo é chamado dopagem de elétrons; quando
elétrons são removidos, o processo é chamado de dopagem de lacunas - as
quasipartículas portadoras de cargas positivas.
Os físicos sabem já há alguns anos que, em
óxidos de cobre dopados com lacunas, um evento chamado ordenamento - ou
ordenação - de cargas compete com a supercondutividade quando as temperaturas
começam se distanciar das proximidades do zero absoluto, fazendo com que não se
consiga a supercondutividade fora da zona das temperaturas criogênicas.
Em um cristal,
os átomos formam redes periódicas altamente organizadas, o mesmo ocorrendo com
seus elétrons. Mas, em alguns materiais, uma instabilidade faz com que alguns
elétrons se reorganizem para formar novos padrões periódicos de carga, padrões
que não acompanham os átomos subjacentes - isto é chamado de ordenamento de
cargas.
Em cupratos
dopados com lacunas, o ordenamento de cargas perturba o delicado padrão
necessário para a supercondutividade, fazendo o material oscilar entre os dois
estados até que a temperatura esfrie o suficiente para que a supercondutividade
vença.
Eduardo
H. da Silva Neto e Andrea Damascelli no UBC's Quantum
Matter Institute. Crédito: University of
British Columbia.
Supercondutividade a
temperatura ambiente
Agora, Eduardo da Silva Neto e seus colegas do
Instituto Canadense de Pesquisas Avançadas detectaram o ordenamento de cargas
em cupratos dopados com elétrons, mostrando que o fenômeno é mais geral e não
está particularmente associado com as cargas positivas.
Além disso, o
fenômeno foi verificado a uma temperatura mais elevada do que aquela na qual
ocorre uma fase conhecida como pseudogap - a fase de transição para a
supercondutividade - contrariando o paradigma atual da área, que defende a
vinculação entre o pseudogap e o ordenamento de cargas.
Segundo a
equipe, esses novos resultados sugerem uma nova direção para a compreensão da
supercondutividade e abrem caminhos para uma supercondutividade a temperatura
ambiente - se o ordenamento de cargas é um fenômeno mais geral, e não está
ligado à baixa temperatura, pode ser possível influenciar a batalha entre ele e
a supercondutividade.
“A [importância
da] descoberta do ordenamento de cargas foi enorme. Ele de fato causou um boom
no campo, dando-lhe uma nova vida nos últimos anos,” comentou Eduardo. “Ele nos
dá esperança de que, se for possível ajustá-lo ou manipulá-lo no sistema, a
temperatura crítica para a supercondutividade pode ser mais alta.”
Há pouco mais
de um mês, outra equipe documentou a supercondutividade a temperatura ambiente
em uma cerâmica - mas o fenômeno dura apenas algumas frações de segundo.
Bibliografia:
Charge ordering in the
electron-doped superconductor Nd2-xCexCuO4. Eduardo H. da Silva
Neto, Riccardo Comin, Feizhou He, Ronny Sutarto, Yeping Jiang, Richard L.
Greene, George A. Sawatzky, Andrea Damascelli. Science,
Vol.: 347 Issue 6219, pgs 282-285. DOI:
10.1126/science.1256441.
Fonte2: http://phys.org/news/2015-01-physicists-instability-flavours-copper-based-superconductors.html
