p Novas medições resolveram um mistério na física do estado sólido:como é possível que certos metais não pareçam aderir às regras válidas? p Os metais são geralmente considerados sólidos, materiais inquebráveis ​​que conduzem eletricidade e exibem um brilho metálico típico. O comportamento dos metais clássicos, por exemplo, sua condutividade elétrica, pode ser explicado com o bem conhecido, teorias físicas bem testadas.

p Mas também existem compostos metálicos mais exóticos que apresentam enigmas:algumas ligas são duras e quebradiças, óxidos de metal especiais podem ser transparentes. Existem até materiais bem na fronteira entre o metal e o isolante:pequenas mudanças na composição química transformam o metal em um isolante - ou vice-versa. Em tais materiais, estados metálicos com condutividade elétrica extremamente pobre ocorrem; estes são chamados de "metais ruins". Até agora, parecia que esses "metais ruins" simplesmente não podiam ser explicados com as teorias convencionais. Novas medições agora mostram que esses metais não são assim tão "ruins", afinal. Após uma inspeção mais detalhada, seu comportamento se encaixa perfeitamente com o que já sabíamos sobre os metais.

p Pequena mudança, grande diferença

p O professor Andrej Pustogow e seu grupo de pesquisa no Instituto de Física do Estado Sólido da TU Wien (Viena) estão conduzindo pesquisas sobre materiais metálicos especiais - pequenos cristais que foram especialmente cultivados em laboratório. "Esses cristais podem assumir as propriedades de um metal, mas se você variar a composição um pouco, estamos de repente lidando com um isolante que não conduz mais eletricidade e é transparente como o vidro em certas frequências, "diz Pustogow.

p Bem nesta transição, encontra-se um fenômeno incomum:a resistência elétrica do metal torna-se extremamente grande - maior, na verdade, do que deveria ser possível de acordo com as teorias convencionais. "A resistência elétrica tem a ver com os elétrons sendo espalhados uns nos outros ou nos átomos do material, "explica Andrej Pustogow. De acordo com essa visão, a maior resistência elétrica possível deve ocorrer se o elétron for espalhado em cada átomo em seu caminho através do material - afinal, não há nada entre um átomo e seu vizinho que possa desviar o elétron de seu caminho. Mas essa regra não parece se aplicar aos chamados "metais ruins":eles apresentam uma resistência muito maior do que esse modelo permitiria.

p Tudo depende da frequência

p A chave para resolver esse quebra-cabeça é que as propriedades do material dependem da frequência. "Se você apenas medir a resistência elétrica aplicando uma tensão DC, você só obtém um único número - a resistência na frequência zero, "diz Andrej Pustogow." Nós, por outro lado, fez medições ópticas usando ondas de luz com frequências diferentes. "

p Isso mostrou que os "metais ruins" não são tão "ruins" afinal:em baixas frequências eles dificilmente conduzem qualquer corrente, mas em frequências mais altas eles se comportam como se esperaria de metais. A equipe de pesquisa considera pequenas quantidades de impurezas ou defeitos no material, que não pode mais ser adequadamente blindado por um metal no limite de um isolador, como uma causa possível. Esses defeitos podem fazer com que algumas áreas do cristal não conduzam mais eletricidade, porque ali os elétrons permanecem localizados em um determinado lugar, em vez de se moverem através do material. Se uma voltagem DC for aplicada ao material para que os elétrons possam se mover de um lado do cristal para o outro, então, virtualmente, cada elétron acabará atingindo essa região isolante e a corrente dificilmente poderá fluir.

p Em alta frequência AC, por outro lado, cada elétron se move continuamente para frente e para trás - ele não cobre uma longa distância no cristal porque está sempre mudando de direção. Isso significa que, neste caso, muitos elétrons nem mesmo entram em contato com uma das regiões isolantes do cristal.

p Espero por etapas adicionais importantes

p "Nossos resultados mostram que a espectroscopia óptica é uma ferramenta muito importante para responder a questões fundamentais na física do estado sólido, "diz Andrej Pustogow." Muitas observações para as quais se acreditava anteriormente que exóticas, novos modelos que precisavam ser desenvolvidos poderiam muito bem ser explicados pelas teorias existentes, se fossem adequadamente estendidos. Nosso método de medição mostra onde as adições são necessárias. "Já em estudos anteriores, O Prof. Pustogow e seus colegas internacionais obtiveram informações importantes sobre a região de fronteira entre o metal e o isolador, usando métodos espectroscópicos, estabelecendo assim um fundamento para a teoria, .

p O comportamento metálico de materiais sujeitos a fortes correlações entre os elétrons também é particularmente relevante para a chamada "supercondutividade não convencional" - um fenômeno que foi descoberto há meio século, mas ainda não é totalmente compreendido.