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).
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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.
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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!
