Uma equipe internacional de cientistas liderada pelo Laboratório Nacional Argonne do Departamento de Energia dos EUA resolveu uma anomalia há muito debatida na forma como os núcleos giram. A descoberta, publicada na revista Nature, pode ter implicações para a física fundamental e para o desenvolvimento de novas tecnologias, como os computadores quânticos.

Os núcleos são núcleos minúsculos e densos de átomos que contêm prótons e nêutrons. Prótons e nêutrons têm uma propriedade chamada spin, que pode ser considerada como a rotação das partículas em torno de seus próprios eixos. Na maioria dos núcleos, os spins dos prótons e dos nêutrons se anulam, resultando em um spin nuclear total igual a zero.

Contudo, em certos núcleos, os spins dos prótons e nêutrons não se cancelam completamente, resultando em um spin nuclear diferente de zero. Este fenômeno é conhecido como ressonância magnética nuclear (RMN) e é a base de uma variedade de tecnologias importantes, como a ressonância magnética (MRI) e a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (espectroscopia de RMN).

Durante décadas, os cientistas ficaram intrigados com uma anomalia nos espectros de RMN de certos núcleos. Esta anomalia, conhecida como “extinção do momento dipolo magnético”, ocorre quando o spin nuclear é reduzido pela presença de um campo magnético externo.

A equipe de cientistas liderada por Argonne resolveu agora esta anomalia, mostrando que ela é causada pela interação entre o spin nuclear e os elétrons no átomo. Essa interação, conhecida como interação hiperfina, pode fazer com que o spin nuclear fique alinhado com ou contra o campo magnético externo, resultando em uma redução no momento magnético nuclear.

Esta descoberta pode ter implicações para a física fundamental, pois fornece novos insights sobre as interações entre núcleos e elétrons. Também poderia ter aplicações práticas, como o desenvolvimento de novos materiais para computadores quânticos e outras tecnologias.

“Este é um avanço significativo que vem sendo desenvolvido há décadas”, disse Samrat Sharma, físico de Argonne e coautor do estudo. “Estamos entusiasmados por finalmente compreender a origem desta anomalia e explorar as suas potenciais implicações para a ciência e a tecnologia.”

O estudo foi financiado pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA e pela National Science Foundation.