Poucos materiais têm o incrível talento de transportar uma corrente praticamente sem resistência no que é conhecido como supercondutividade. Mas um tipo de supercondutor pode ser encontrado na natureza.
Leia mais: Físicos revelam uma estranha forma de cristal onde os elétrons não conseguem se mover
Os cientistas descobriram que um material com uma fórmula encontrada na natureza é capaz de superconduzir a baixas temperaturas sem usar os truques quânticos típicos, tornando-o o primeiro supercondutor não convencional do seu tipo.
Os supercondutores são fascinantes e também extremamente úteis, porque conduzem eletricidade sem perda de energia. Isso normalmente ocorre graças ao fato de seus elétrons compartilharem identidade no que é conhecido como pares de Cooper, permitindo que eles passem por uma confusão de átomos com relativa facilidade.
Os pares de Cooper em supercondutores não convencionais ligam-se de formas que não foram descritas nos primeiros modelos de supercondutividade, formas que também significam que aparecem a temperaturas mais elevadas.
Através de uma série de testes laboratoriais detalhados, uma equipe internacional de pesquisadores descobriu que o mineral miassita – já conhecido por ser um supercondutor – pode mostrar as propriedades de um supercondutor não convencional.
O fato de a miassita ocorrer na natureza, além de ser algo que os cientistas podem sintetizar em laboratório, o torna ainda mais raro. No entanto, vale ressaltar que é improvável que qualquer pedaço de miassita encontrado na natureza tenha a pureza necessária para funcionar como um supercondutor não convencional.
“Intuitivamente, você pensa que isso é algo produzido deliberadamente durante uma busca focada e que não pode existir na natureza”, diz o físico Ruslan Prozorov, da Universidade Estadual de Iowa. “Mas acontece que sim.”
Três testes diferentes foram utilizados para estabelecer a supercondutividade não convencional da miassita, incluindo o teste de profundidade de penetração de Londres, que mede a reação do material a um campo magnético fraco.
Outro teste envolveu a criação de defeitos no material, que podem afetar a temperatura na qual ele se torna um supercondutor. Os supercondutores não convencionais são muito mais sensíveis à desordem causada por esses defeitos do que os materiais supercondutores convencionais.
A descoberta foi feita como parte dos esforços para encontrar materiais novos e inovadores para o avanço de campos como a ciência quântica. Isso levou a equipe a miassita (Rh 17 S 15 ), que combina um elemento de alto ponto de fusão (ródio) com um elemento volátil (enxofre).
“Ao contrário da natureza dos elementos puros, temos dominado o uso de misturas desses elementos que permitem o crescimento de cristais em baixa temperatura com pressão de vapor mínima”, diz o físico Paul Canfield, da Universidade Estadual de Iowa.
“É como encontrar um buraco de pesca escondido cheio de peixes grandes e gordos. No sistema Rh-S descobrimos três novos supercondutores.”
Os supercondutores já são amplamente utilizados em tecnologias como scanners de ressonância magnética e grandes aceleradores de partículas, mas há muito mais potencial aqui. Dada a sua natureza única, a miassita pode ser uma grande parte desse potencial – especialmente na sua forma pura e sintetizada.
Os supercondutores não convencionais podem ser complexos, mas também são emocionantes, porque prometem desbloquear novas descobertas na física e novos usos para a tecnologia dos supercondutores.
“Descobrir os mecanismos por trás da supercondutividade não convencional é fundamental para aplicações economicamente sólidas de supercondutores”, diz Prozorov.
A pesquisa foi publicada em Communications Materials.
Traduzido de ScienceAlert
