No mundo da supercondutividade, onde os materiais apresentam resistência elétrica zero e expelem campos magnéticos, é crucial compreender a interação entre supercondutividade e magnetismo. CeCoIn5, um composto feito de cério, cobalto e índio, revelou recentemente novos insights sobre esta intrincada relação.

Normalmente, supercondutores e ímãs não se dão bem. Os supercondutores odeiam campos magnéticos e os ímãs perturbam a delicada dança quântica dos elétrons que dá origem à supercondutividade. Mas CeCoIn5 desafia as expectativas. É um supercondutor, mas também hospeda momentos magnéticos em sua rede atômica.

Os momentos magnéticos no CeCoIn5 não são estáticos. Em vez disso, eles dançam, criando um mar de magnetismo flutuante. Estas flutuações magnéticas, em vez de perturbar a supercondutividade, parecem melhorá-la. A cúpula supercondutora no CeCoIn5 – a faixa de temperaturas e campos magnéticos onde ocorre a supercondutividade – é anormalmente grande, estendendo-se muito além das previsões teóricas baseadas em teorias convencionais.

Os investigadores acreditam que a chave para a compreensão deste comportamento invulgar reside na interação entre os eletrões de condução que transportam a supercorrente e os eletrões 4f localizados que dão origem aos momentos magnéticos. Esses dois tipos de elétrons interagem por meio de um efeito quântico sutil denominado interação Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY).

A interação RKKY é uma interação magnética de longo alcance mediada pelos elétrons de condução. No CeCoIn5, a interação RKKY leva à formação de “pontos quentes” magnéticos, regiões onde as flutuações magnéticas são particularmente fortes. Esses hotspots atuam como centros de nucleação para os pares supercondutores, promovendo a supercondutividade.

A interação entre supercondutividade e magnetismo no CeCoIn5 é delicada. Muito magnetismo pode suprimir a supercondutividade, enquanto pouco magnetismo pode impedir o surgimento da supercondutividade. Mas quando o equilíbrio está correto, as flutuações magnéticas aumentam a supercondutividade, ultrapassando os limites do que pensávamos ser possível.

CeCoIn5 é um material que continua a surpreender e a desafiar a nossa compreensão da supercondutividade. Ao desvendar os seus segredos, obtemos informações valiosas sobre a complexa interação entre estes dois fenómenos físicos fundamentais, abrindo novos caminhos para a exploração e desenvolvimento de novos materiais supercondutores.