A massa medida de elétrons em sólidos é sempre maior do que o valor previsto pela teoria. A razão para isso é que os cálculos teóricos não levam em conta adequadamente as várias interações com outros elétrons ou vibrações da rede - que "revestem" os elétrons. Os cientistas da EPFL realizaram agora um estudo sobre um óxido de cobre contendo lítio e descobriram que seus elétrons são 2,5 vezes mais leves do que o previsto por cálculos teóricos. O trabalho é publicado em Cartas de revisão física e fez a capa.

O laboratório de Marco Grioni na EPFL usou uma técnica de espectroscopia chamada ARPES (espectroscopia de fotoemissão de ângulo resolvido), que permite aos pesquisadores "rastrear" o comportamento do elétron em um material sólido. Nesse caso, o material sólido era um óxido de cobre, um membro da família de materiais de óxido de metal de transição, que têm uma ampla gama de aplicações para seus aparelhos eletrônicos, propriedades magnéticas e catalíticas. Neste tipo de óxido de cobre, os átomos de Cu têm dois valores diferentes de valência, tornando-o um composto de "valência mista".

Os pesquisadores usaram o ARPES para medir a energia das bandas de elétrons no óxido de cobre. Isso então os ajudou a calcular a massa de seus elétrons. Simplificando, quanto mais ampla a banda, quanto menor a massa do elétron.

Executando as medições, os cientistas descobriram que os elétrons do óxido de cobre são na verdade 2,5 vezes mais leves do que os valores dados pelas previsões teóricas. "Isso é bastante único e inesperado, "diz Marco Grioni." Isso vai contra um princípio amplamente aceito da teoria de muitos corpos, que diz que os efeitos de correlação geralmente produzem bandas mais estreitas e massas eletrônicas maiores. "

Os autores afirmam que as técnicas atuais de cálculo de estrutura eletrônica podem fornecer uma descrição intrinsecamente inadequada das hibridizações ligante-para-d em óxidos de metais de transição tardios.