A eletricidade flui como água em metais estranhos, e os cientistas não conseguem descobrir por quê

A misteriosa física dos chamados metais estranhos tem confundido os cientistas há 40 anos. Já há vislumbres de compreensão do assunto, mas as pesquisas continuam e descobrem cada vez mais propriedades inexplicáveis ​​da substância. Um estudo recente mostrou que a corrente elétrica em metais estranhos flui de uma forma que viola a física que conhecemos, e os cientistas ainda não entendem por que isso acontece.

Fonte da imagem: geração AI Kandinsky 2.2/3DNews

Metais estranhos ocupam convencionalmente uma posição intermediária entre dielétricos e condutores. Eles já possuem elétrons livres capazes de transportar carga elétrica (fornecendo o fluxo de corrente), mas ainda não se tornaram condutores no sentido pleno da palavra. A síntese da física quântica e clássica ajudou-nos a começar a compreender a natureza dos metais estranhos. Ao mesmo tempo, ele mostrou que provavelmente entendemos incorretamente o mesmo efeito da corrente elétrica, por exemplo.

A teoria moderna da corrente elétrica baseia-se na transferência de carga por quasipartículas representadas pelas ações coletivas dos elétrons. A natureza discreta da corrente elétrica se manifesta no caso do chamado ruído fracionário, quando a corrente na rede aparece em rajadas, e não na forma de transferência uniforme de carga de valor constante. Para descobrir como a corrente flui em metais estranhos, os cientistas criaram condições para que pudessem monitorar quase todos os elétrons.

A bancada de medição foi baseada em nanocondutores feitos de um composto de itérbio, ródio e silício (YbRh2Si2) com largura de 200 nm e comprimento de 600 nm. Este composto pertence a metais estranhos e, como outros metais estranhos, possui propriedades atípicas próximas do zero absoluto. Se a corrente elétrica fluísse através deste material da maneira que imaginamos – discretamente em grupos de elétrons correlacionados na forma de quasipartículas, nada de estranho aconteceria. No entanto, durante o experimento, os cientistas estavam convencidos de que a corrente continuava a fluir suavemente, sem flutuações características do ruído fracionário, como a água ao longo de uma vala larga.

Em outras palavras, a carga foi parcialmente transferida, por assim dizer, sem a participação dos elétrons, o que parece incrível. Talvez a mesma coisa aconteça com os metais, e o portador de carga seja algo diferente dos elétrons. Sem dúvida, os efeitos quânticos se manifestam nisso, mas os físicos ainda não explicaram como.

A resposta a esta pergunta ajudará a aproximar a descoberta da supercondutividade em temperaturas normais, pois uma das propriedades fundamentais dos metais estranhos é o comportamento da resistividade próximo do zero absoluto, que é completamente diferente dos metais. Para metais, muda abruptamente de zero para alto, mas para metais estranhos, em vez de um salto, cresce gradual e linearmente. Se ao menos conseguíssemos atingir um pouco as altas temperaturas, todos ficariam felizes no setor energético.