p Quer a água congele em gelo, o ferro é desmagnetizado ou um material se torna supercondutor - para os físicos, sempre há uma transição de fase por trás dele. Eles se esforçam para compreender esses diferentes fenômenos, buscando propriedades universais. Pesquisadores da Goethe University Frankfurt e da Technische Universität Dresden fizeram uma descoberta pioneira durante o estudo de uma transição de fase de um condutor elétrico para um isolador (transição metal-isolador Mott). p De acordo com a previsão de Sir Nevill Francis Mott em 1937, a repulsão mútua de elétrons carregados, que são responsáveis ​​por transportar corrente elétrica, pode causar uma transição metal-isolante. Ainda, ao contrário da opinião comum nos livros, de acordo com o qual a transição de fase é determinada apenas pelos elétrons, é a interação dos elétrons com a rede atômica do sólido que é o fator determinante. Os pesquisadores relataram isso na última edição do Avanços da Ciência Diário.

p O grupo de pesquisa, liderado pelo Professor Michael Lang do Instituto de Física da Goethe University Frankfurt, conseguiu fazer a descoberta com a ajuda de um aparelho caseiro que é único no mundo. Ele permite a medição de mudanças de comprimento em baixas temperaturas sob pressão externa variável com resolução extremamente alta. Desta maneira, foi possível provar experimentalmente pela primeira vez que não são apenas os elétrons que desempenham um papel significativo na transição de fase, mas também a rede atômica - o andaime do sólido.

p "Esses resultados experimentais representarão uma mudança de paradigma em nossa compreensão de um dos principais fenômenos da pesquisa atual da matéria condensada, "diz o professor Lang. A transição metal-isolante Mott está ligada a fenômenos incomuns, como a supercondutividade de alta temperatura em materiais à base de óxido de cobre. Eles oferecem um enorme potencial para futuras aplicações técnicas.

p A análise teórica dos resultados experimentais é baseada na noção fundamental de que as muitas partículas em um sistema próximo a uma transição de fase não apenas interagem com seus vizinhos imediatos, mas também "se comunicam" por longas distâncias com todas as outras partículas. Como consequência, apenas os aspectos gerais são importantes, como a simetria do sistema. A identificação de tais propriedades universais é, portanto, a chave para a compreensão das transições de fase.

p "Esses novos insights abrem uma perspectiva totalmente nova sobre a transição metal-isolante de Mott e permitem uma modelagem teórica mais sofisticada da transição de fase, "explica o Dr. Markus Garst, Professor titular do Instituto de Física Teórica da Technische Universität Dresden.