Um experimento na vanguarda da física da matéria condensada e ciência dos materiais revelou que o sonho de um uso mais eficiente de energia pode se tornar realidade. Uma colaboração internacional liderada pelos cientistas da Escola Internacional de Estudos Avançados da Itália (SISSA) em Trieste, Università Cattolica di Brescia e Politecnico di Milano usaram pulsos de laser sob medida para capturar as interações eletrônicas em um composto contendo cobre, oxigênio e bismuto. Eles foram, portanto, capazes de identificar a condição pela qual os elétrons não se repelem, esse é um pré-requisito essencial para que a corrente flua sem resistência. Esta pesquisa abre novas perspectivas para o desenvolvimento de materiais supercondutores com aplicações em eletrônica, diagnóstico e transporte. O estudo acaba de ser publicado em Física da Natureza .

Usando técnicas sofisticadas de laser para investigar o chamado regime de não equilíbrio, os cientistas encontraram uma maneira inovadora de compreender as propriedades de uma classe especial de materiais. A equipe SISSA lidou com os aspectos teóricos da pesquisa, enquanto os laboratórios I-LAMP da Università Cattolica del Sacro Cuore (Brescia) e Politecnico di Milano coordenaram o lado experimental.

"Um dos maiores obstáculos para explorar a supercondutividade na tecnologia cotidiana é que os supercondutores mais promissores tendem a se tornar isolantes em altas temperaturas e para baixas concentrações de dopagem, "explicaram os cientistas." Isso ocorre porque os elétrons tendem a se repelir em vez de se emparelhar e se mover na direção do fluxo da corrente. "Para estudar esse fenômeno, os pesquisadores se concentraram em um supercondutor específico com propriedades físicas e químicas altamente complexas, sendo composto de quatro elementos diferentes, incluindo cobre e oxigênio. "Usando um pulso de laser, nós tiramos o material de seu estado de equilíbrio. Um segundo, O pulso ultracurto nos permitiu desemaranhar os componentes que caracterizam a interação entre os elétrons enquanto o material voltava ao equilíbrio. Metaforicamente, foi como tirar uma série de instantâneos das diferentes propriedades daquele material em diferentes momentos. "

Por meio dessa abordagem, os cientistas descobriram que "neste material, a repulsão entre os elétrons, e, portanto, suas propriedades isolantes, desaparece mesmo à temperatura ambiente. É uma observação muito interessante, pois este é o pré-requisito essencial para transformar um material em um supercondutor. "Qual é o próximo passo para conseguir isso?" Seremos capazes de tomar este material como ponto de partida e mudar sua composição química, por exemplo, "explicaram os pesquisadores. Tendo descoberto que existem os pré-requisitos para a produção de um supercondutor à temperatura ambiente, os cientistas agora têm novas ferramentas à sua disposição para encontrar a receita correta:alterando alguns ingredientes, eles podem não estar muito longe da fórmula certa.

Suas aplicações? O campo magnético gerado pela passagem de uma corrente através de um supercondutor poderia ser usado para uma nova geração de trens de levitação magnética, como o que já liga Xangai ao seu aeroporto, apresentando desempenho e eficiência muito melhores. Em diagnósticos, seria possível gerar campos magnéticos muito grandes em espaços extremamente pequenos, tornando assim possível a realização de imagens de ressonância magnética de alta precisão em uma escala muito pequena. No campo do transporte de energia ou microeletrônica, supercondutores de alta temperatura forneceriam eficiência extremamente alta e, ao mesmo tempo, economia de energia considerável.