Visualizações das energias dos elétrons durante a execução do experimento. Crédito:Suzuki et al.
Pela primeira vez, os pesquisadores usaram pulsos de laser com sucesso para excitar um composto à base de ferro em um estado supercondutor. Isso significa que conduziu eletricidade sem resistência. O composto de ferro é um conhecido supercondutor em temperaturas ultrabaixas, mas este método permite supercondução em temperaturas mais altas. Espera-se que esse tipo de pesquisa possa melhorar muito a eficiência energética em equipamentos elétricos e dispositivos eletrônicos.
"Simplificando, demonstramos que, nas condições certas, a luz pode induzir um estado de supercondutividade em um composto de ferro. Portanto, não tem resistência a uma corrente elétrica, "explicou o pesquisador do projeto Takeshi Suzuki do Instituto de Física do Estado Sólido da Universidade de Tóquio." No passado, pode até ter sido chamado de alquimia, mas, na realidade, entendemos os processos físicos que instantaneamente transformam um metal normal em um supercondutor. Estes são tempos emocionantes para a física. "
A supercondução é um tema importante na física do estado sólido, ou melhor, muito, muito frio. Como Suzuki explicou, supercondução é quando um material, frequentemente um condutor elétrico, carrega uma corrente elétrica, mas não aumenta a resistência do circuito. Se isso puder ser realizado, significaria que os dispositivos e a infraestrutura baseados em tais princípios poderiam ser extremamente eficientes em termos de energia. Em outras palavras, pode um dia economizar dinheiro na conta de luz - imagine só.
Contudo, no momento, há um problema de por que você ainda não vê televisores baseados em supercondutores e aspiradores de pó nas lojas. Materiais como o seleneto de ferro (FeSe), os pesquisadores investigaram apenas supercondutos quando eles estão muito abaixo do ponto de congelamento da água. Na verdade, em FeSe à pressão ambiente geralmente supercondutos em cerca de 10 graus acima do zero absoluto, ou cerca de 263 graus Celsius negativos, pouco mais quente que o frio, profundezas escuras do espaço.
Visualizações de espectros de fotoemissão durante a execução do experimento. Crédito:Suzuki et al.
Existe uma maneira de persuadir o FeSe a supercondução a temperaturas um pouco menos proibitivas de até cerca de 223 graus Celsius negativos, mas isso requer enormes pressões a serem aplicadas à amostra, cerca de seis gigapascals ou 59, 000 vezes a atmosfera padrão ao nível do mar. Isso seria impraticável para a implementação de supercondução em dispositivos úteis. Isso, então, apresenta um desafio para os físicos, embora sirva para motivá-los enquanto se esforçam para um dia ser os primeiros a apresentar ao mundo um supercondutor à temperatura ambiente.
"Cada material em nossas vidas diárias tem seu próprio caráter. A espuma é macia, borracha é flexível, o vidro é transparente e um supercondutor tem uma característica única de que a corrente pode fluir suavemente sem resistência. Este é um personagem que todos nós gostaríamos de conhecer, "disse a estudante de graduação Mari Watanabe, também do Instituto de Física do Estado Sólido. "Com uma alta energia, laser ultrarrápido, observamos com sucesso um fenômeno emergente de fotoexcitação - supercondução - na temperatura mais quente de menos 258 graus Celsius, o que normalmente exigiria altas pressões ou outros compromissos pouco práticos. "
Esta pesquisa é a mais recente de uma longa linha de etapas, desde a descoberta da supercondução até o dia tão esperado, quando um supercondutor à temperatura ambiente pode se tornar possível. E como acontece com muitos campos emergentes de estudo dentro da física, pode haver aplicações que ainda não foram previstas. Um possível uso dessa ideia de fotoexcitação é conseguir componentes de comutação de alta velocidade para computação que também produziriam pouco calor, assim, maximize a eficiência.
"Próximo, vamos procurar condições mais favoráveis para a supercondutividade induzida por luz usando um tipo diferente de luz, e, eventualmente, atingir supercondutividade à temperatura ambiente, "concluiu Suzuki." A supercondutividade pode reduzir drasticamente o calor e a energia perdidos se puder ser usada na vida cotidiana em temperatura ambiente. Estamos ansiosos para estudar a supercondutividade para resolver o problema de energia, que é um dos problemas mais sérios do mundo agora. "
