Em um estudo publicado na revista científica Physical Review Letters, uma equipe de cientistas revelou a descoberta de uma nova fase da matéria: um estado nomeado de “meio gelo, meio fogo”. Até então, a ciência nunca havia observado essa fase específica, um tipo de comportamento inédito nos spins dos elétrons.
A pesquisa foi realizada com base em um modelo unidimensional de material magnético (ferrimagneto) no Brookhaven National Laboratory, do Departamento de Energia dos EUA (DOE).
Nesse estudo, os cientistas conseguiram observar os momentos magnéticos dos elétrons. Basicamente, trata-se de um estado exótico em que spins frios altamente ordenados e spins quentes igualmente desordenados atuam em conjunto.
Além de ser importante por representar a primeira vez que a ciência observa essa fase, os cientistas acreditam que o estudo mais aprofundado do fenômeno pode levar ao desenvolvimento de novas tecnologias nas indústrias de energia e tecnologia da informação.
Eles também afirmam que as descobertas abrem novas possibilidades para compreender e controlar fases e transições em materiais.
“Encontrar novos estados com propriedades físicas exóticas — e ser capaz de entender e controlar as transições entre esses estados — são problemas centrais nos campos da física da matéria condensada e da ciência dos materiais. Resolver esses problemas pode levar a avanços em tecnologias como computação quântica e spintrônica”, disse o coautor do estudo e físico, Weiguo Yin.
Meio fogo, meio gelo
Em um comunicado oficial, foi informado que a equipe estudava um composto magnético formado por estrôncio, cobre, irídio e oxigênio.
A partir dessa pesquisa, os cientistas conseguiram publicar dois artigos sobre os comportamentos de fases em materiais magnéticos. Então, em 2016, eles observaram pela primeira vez o estado “meio fogo, meio gelo”.
O estado é induzido por um campo magnético externo crítico; mas eles não entendiam exatamente o que isso significava.
Com a pesquisa mais recente, os cientistas descobriram que a fase “meio gelo, meio fogo” apresenta um estado oposto e oculto, no qual os spins quentes e frios trocam de comportamento: os spins frios tornam-se quentes, e os quentes passam a se comportar como frios.
Uma das possíveis aplicações da descoberta está relacionada as tecnologias de refrigeração, mas grandes empresas também poderiam utilizá-la para desenvolver novos métodos de armazenamento quântico.
“A seguir, vamos explorar o fenômeno “meio fogo, meio gelo” em sistemas com spins quânticos e com graus adicionais de liberdade relacionados à rede, carga e orbitais. A porta para novas possibilidades agora está escancarada”, Yin acrescenta.
Pesquisas recentes revelaram comportamentos inusitados nos elétrons de certos materiais, o que poderia abrir caminho para avanços tecnológicos. Quer saber mais? Entenda como “dança” de elétrons pode levar a supercondutores em temperatura ambiente. Até a próxima!