Os cientistas estão um passo mais perto de entender “metais estranhos” – eles podem se tornar a base das tecnologias quânticas do futuro

Físicos da Rutgers University ofereceram insights teóricos sobre um experimento envolvendo um “metal estranho” que poderia desempenhar um papel crucial no desenvolvimento de futuras tecnologias quânticas. Pesquisadores que estudam um composto chamado Y-ball, que pertence a uma classe de “metais estranhos” considerados fundamentais para o desenvolvimento de materiais quânticos avançados, descobriram novos métodos para estudar e entender seu comportamento.

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«Metais estranhos são metais que não obedecem à teoria do líquido de Fermi, que descreve o comportamento dos elétrons em metais comuns a baixas temperaturas. Em metais estranhos, a resistência é proporcional à temperatura próxima ao zero absoluto, enquanto em metais comuns, após a fase supercondutora, ocorre um aumento acentuado da resistência. Esse estado da matéria pode ser chamado de intermediário entre um condutor e um dielétrico. Cupratos podem ser citados como um exemplo de “metais estranhos”.

Na revista Science, uma equipe internacional de pesquisadores da Rutgers, Hyogo University e da University of Tokyo no Japão, da University of Cincinnati e da Johns Hopkins University descreveram detalhes do movimento do elétron que fornecem uma nova visão sobre as propriedades elétricas incomuns da bola Y. O material, tecnicamente conhecido como composto YbAlB4, contém os elementos itérbio, alumínio e boro.

Analisando o material usando uma técnica conhecida como espectroscopia Mössbauer, os cientistas examinaram a bola Y usando raios gama, medindo a taxa na qual a carga elétrica do metal flutua. Em um metal comum, à medida que os elétrons se movem, eles se movem de átomo para átomo, fazendo com que sua carga elétrica flutue, mas a uma taxa milhares de vezes mais rápida do que pode ser vista com a espectroscopia Mössbauer. Nesse caso, a mudança aconteceu em um nanossegundo, um bilionésimo de segundo.

Os cientistas disseram que quando o Y-ball e outros “metais estranhos” são resfriados a baixas temperaturas, eles geralmente se tornam supercondutores, não mostrando nenhuma resistência. Esta família inclui materiais com as mais altas temperaturas de supercondutividade. Assim, esses metais são muito importantes porque fornecem a base para novas formas de matéria eletrônica e supercondutores de alta temperatura.

Espera-se que os materiais supercondutores desempenhem um papel central na próxima geração de tecnologias quânticas porque, ao eliminar toda a resistência elétrica, eles permitem que a corrente elétrica flua de maneira sincronizada pela mecânica quântica.

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