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Teste em 'metais estranhos' intrigam físicos sobre quasipartículas

Embora apertar o botão de qualquer dispositivo elétrico gere um aparente fluxo de partículas de forma sintonizada ao ritmo da voltagem do circuito, existem flutuações quânticas de carga conhecidas como “ruído de tiro”, que ocorrem porque a corrente é, na verdade, um grande número de cargas discretas, ou seja, não inteiramente analógico.

Recentemente, em estudo publicado na revista Science, uma equipe de pesquisadores mostrou que nem sempre a eletricidade se move em sintonia e pode, ao fluir através dos chamados “metais estranhos”, comportar-se estranhamente, parecida com um líquido. O fenômeno, dizem os autores, não pode ser explicado "em termos de pacotes quantizados de carga conhecidos como quasipartículas".

De acordo com o autor correspondente do artigo, Douglas Natelson, da Universidade de Rice, em Houston nos EUA, “o ruído [de tiro] é bastante suprimido em comparação com fios comuns”. Para ele, isso “talvez seja uma evidência de que as quasipartículas não são coisas bem definidas ou que simplesmente não existem, e as cargas se movem de maneiras mais complicadas”.

Para onde foram as quasipartículas?

(Fonte: Getty Images)(Fonte: Getty Images)

Para testar suas hipóteses, os pesquisadores utilizaram nanofios feitos de uma proporção precisa de itérbio, ródio e silício (YbRh 2 Si 2), que são condutores em contextos diferentes. Estudado, por duas décadas, por Silke Paschen, física da Universidade de Tecnologia de Viena, esse material contém alto grau de emaranhamento quântico (partículas fortemente correlacionadas).

Isso faz com que, diferentemente dos metais normais, ele apresente comportamento dependente da temperatura que é considerado bizarro (ou "estranho"). Durante essa fase peculiar, o que se espera é que as quasipartículas se desintegrem, o que resultaria em uma redução do ruído de tiro. 

Os pesquisadores mediram então o ruído de tiro para avaliar a granularidade das excitações que transportaram a corrente.  Quando comparado com os metais convencionais, o ruído de tiro nos nanofios teve uma supressão que não pode ser explicada por interações entre partículas. Resumindo: a corrente não foi transportada por quasipartículas. 

Encontrando palavras para explicar a ausência das quasipartículas

(Fonte: Getty Images)(Fonte: Getty Images)

A equipe descobriu que os ruídos de tiro em seus nanofios de itérbio, ródio e silício simplesmente desapareceram de uma forma inexplicável. Como se as interações características entre os elétrons e o seu ambiente não existissem, ou até mesmo como se as quasipartículas não estivessem ali presentes.

Para Natelson, “às vezes você sente que a natureza está lhe dizendo algo”. Esta “estranha metalicidade” verificada aparece em muitos sistemas físicos diferentes, mesmo se a física microscópica contida nesses sistemas for muito diferente entre eles. Ele usa "estranha metalicidade" para definir uma resistividade que aumenta linearmente com a temperatura, o que é um comportamento atípico em metais comuns.

Para o físico, apesar das diferenças na física microscópica, pode estar ocorrendo algum comportamento genérico ou princípio unificador que esteja causando essa metalicidade atípica. E conclui: “Temos de encontrar o vocabulário certo para falar sobre como a carga pode se mover coletivamente”.

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