A supercondutividade promete transformar tudo, desde redes elétricas até eletrônicos pessoais. No entanto, fazer com que a forma de energia de baixo desperdício opere em temperaturas e pressões ambientes está provando ser mais fácil dizer do que fazer.
A supercondutividade é uma propriedade física de característica intrínseca de certos materiais que, quando resfriados a temperaturas extremamente baixas, tendem a conduzir corrente elétrica sem, ou com muito baixa resistência e perdas, ocasionando campos de fluxo magnéticos que saem do metal.
Uma descoberta publicada na Physical Review Letter, realizada por uma equipe de pesquisadores da Universidade Emory e da Universidade Stanford, 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 de elétrons 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 consistentemente à temperatura ambiente.
Descobrimos que estruturas conhecidas como singularidades de Van Hove podem produzir estados moduladores e oscilantes de supercondutividade. Nosso trabalho fornece um novo arcabouço teórico para entender a emergência desse comportamento, um fenômeno que não é bem compreendido.
diz o físico Luiz Santos, da Universidade Emory, nos EUA
Essas singularidades de Van Hove são estruturas particulares que ocorrem em alguns materiais, dentro das quais a energia dos elétrons pode passar por mudanças incomuns. Isso pode ter um grande impacto sobre como o material reage a forças externas e como conduz eletricidade.
Entendendo o estudo
Neste estudo, a equipe modelou as singularidades de Van Hove de uma nova maneira. 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 do que uma geladeira de cozinha padrão – ainda fria, mas em níveis que poderiam ser geralmente gerenciados.
Há um debate sério sobre se a supercondutividade foi alcançada à temperatura ambiente, mas certamente ainda não é acessível de uma forma que torne viável o 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 só 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 vir de forma oscilante.
A esperança é que um dia estejamos movimentando a eletricidade de forma 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 aceleradores de partículas quando descobriu a supercondutividade, mas tudo o que aprendemos sobre o mundo tem aplicações potenciais.
diz Santos.
Fonte: emory.edu
