Mapa
da estrutura do óxido de cobre supercondutor. Image: Nicolle R Fuller
Pesquisadores da Universidade de
Cambridge descobriram que ondas de elétrons, conhecidas como ondas de densidade
de carga (charge density waves), criam
“bolsões” retorcidos de elétrons, a partir do qual emerge a supercondutividade.
Os resultados foram publicados em 15 de junho na revista Nature. Clique aqui!
Um dos problemas com
supercondutores de alta temperatura é que não sabemos como encontrar novos, não
sabemos quais os ingredientes responsáveis pela criação da supercondutividade
de alta temperatura, disse Dr. Sebastian Suchitra do Laboratório
Cavendish, autor principal do artigo. Nós sabemos que há algum tipo de cola que faz com que os
elétrons se emparelhem, mas não sabemos o que é essa cola.
Para decodificar o que faz supercondutores
de alta temperatura, os pesquisadores trabalharam ao contrário: determinando quais
as propriedades que os materiais têm no estado normal, eles podem descobrir o
que estava causando a supercondutividade.
Estamos tentando entender quais os
tipos de interações acontecem no material antes de os elétrons emparelharem, uma
dessas interações deve ser responsável pela criação da cola, disse
Sebastian. Uma
vez que os elétrons já estão emparelhados, é difícil saber o que os fez
emparelhar-se. Mas se nós podemos quebrar os pares, então podemos ver
o que os elétrons estão fazendo e esperamos entender de onde a supercondutividade
veio. Determinando
o estado normal de um supercondutor, faria o processo de identificação de novos
muito menos aleatório, saberíamos que tipos de materiais a serem procurados, disse Sebastian.
Trabalhando com campos magnéticos
extremamente fortes, os pesquisadores foram capazes de cancelar o efeito
supercondutor em cupratos. As tentativas anteriores para determinar as origens
de supercondutividade, determinando o estado normal, usaram a temperatura em
vez do campo magnético, mas levou a resultados inconclusivos.
Estas experiências foram capazes de
resolver o mistério em torno da origem de bolsas de elétrons no estado normal para
criar a supercondutividade. Anteriormente, era amplamente difundida a ideia de
que os bolsões de elétrons estavam localizados na região de forte
supercondutividade. Em vez disso, os atuais experimentos usando fortes campos
magnéticos revelou uma peculiar geometria, onde cada camada vai em uma direção
diferente.
Estes resultados apontaram os locais de bolsões
onde a supercondutividade é mais fraca, e sua origem em ondas de elétrons
conhecidas como ondas de densidade de carga. É esse estado normal que é
substituído para produzir a supercondutividade na família de supercondutores dos cupratos.
Ao identificar outros materiais que
têm propriedades semelhantes, esperamos que nos ajude a encontrar novos
supercondutores a temperaturas cada vez mais altas, até mesmo, à temperatura
ambiente, o que poderia abrir uma enorme gama de aplicações, disse
Sebastian.
