A supercondutividade promete transformar tudo, desde redes elétricas até eletrônicos pessoais. No entanto, obter a forma de energia de baixo desperdício para operar em temperaturas e pressões ambientes está se mostrando mais fácil dizer do que fazer.
Uma descoberta feita por uma equipe de pesquisadores da Emory University e da Stanford University, nos EUA, pode informar teorias que podem nos ajudar a contornar os obstáculos.
A descoberta envolve o que é conhecido como supercondutividade oscilante. Comportamentos típicos de supercondutores envolvem parcerias eletrônicas chamadas pares de Cooper movendo-se através de materiais sem perder quantidades significativas de energia na forma de calor.
Pares de Cooper em supercondutividade oscilante se movem em uma espécie de dança ondulatória. Embora mais raras do que a supercondutividade ‘normal’, as oscilações ocorrem em temperaturas relativamente mais quentes, tornando o fenômeno interessante para os cientistas que desejam fazer a supercondutividade acontecer de forma consistente à temperatura ambiente.
“Descobrimos que estruturas conhecidas como singularidades de Van Hove podem produzir estados modulantes e oscilantes de supercondutividade”, diz o físico Luiz Santos, da Emory University, nos Estados Unidos.
“Nosso trabalho fornece uma nova estrutura teórica para entender o surgimento desse comportamento, um fenômeno que não é bem compreendido”.
Essas singularidades de Van Hove são estruturas particulares que ocorrem em alguns materiais, dentro das quais a energia dos elétrons pode sofrer alterações inusitadas. Isso pode ter um grande impacto em como o material reage a forças externas e como conduz eletricidade.
Neste estudo, a equipe modelou as singularidades de Van Hove de uma maneira nova. Os resultados da modelagem sugeriram que, em certos cenários, essas estruturas específicas podem levar à supercondutividade oscilante, potencialmente nos dando novas maneiras de gerenciá-la ou iniciá-la.
Isso tudo é física de alto nível e apenas teórica por enquanto, mas melhora nossa compreensão da supercondutividade em temperaturas cerca de três vezes mais frias que uma geladeira de cozinha padrão – ainda fria, mas em níveis que geralmente podem ser gerenciados.
Há um debate sério sobre se a supercondutividade foi alcançada à temperatura ambiente, mas certamente ainda não é acessível de forma a torná-la viável para uso fora de um laboratório ou em equipamentos volumosos e caros.
A supercondutividade foi descoberta em 1911 pelo físico holandês Heike Kamerlingh Onnes em testes com mercúrio , mas foi somente em 1957 que os cientistas entenderam o como e o porquê do que estava acontecendo. Desde então, descobrimos muito mais sobre o fenômeno, incluindo como ele pode ocorrer de forma oscilante.
A esperança é que um dia estaremos transportando eletricidade de maneira muito mais eficiente e barata. A capacidade dos supercondutores de criar campos magnéticos superfortes já está sendo bem utilizada: em máquinas de ressonância magnética, em trens maglev e no Grande Colisor de Hádrons.
“Duvido que Kamerlingh Onnes estivesse pensando em levitação ou em aceleradores de partículas quando descobriu a supercondutividade, mas tudo o que aprendemos sobre o mundo tem aplicações potenciais”, diz Santos.
A pesquisa foi publicada na Physical Review Letters.
Por David Nield
Publicado no ScienceAlert
