p Desde que os supercondutores de cuprato (contendo cobre) foram descobertos pela primeira vez em 1986, eles confundiram muito os pesquisadores. Supercondutores de cuprato têm temperaturas supercondutoras críticas - o ponto em que sua resistência elétrica cai a zero - de até 138 K à pressão ambiente, que excede em muito as temperaturas críticas de outros supercondutores e é ainda maior do que o que se pensa ser possível com base na teoria. p Agora em um novo estudo, pesquisadores descobriram a existência de um ciclo de feedback positivo que aumenta gratamente a supercondutividade dos cupratos e pode lançar luz sobre as origens da supercondutividade do cuprato de alta temperatura - considerada uma das questões em aberto mais importantes da física.

p Os pesquisadores, Haoxiang Li et al., na Universidade do Colorado em Boulder e na École Polytechnique Fédérale de Lausanne, publicaram um artigo sobre seus resultados experimentais ARPES (Angle Resolved Photoemission Spectroscopy) em supercondutores de cuprato de alta temperatura em uma edição recente da Nature Communications .

p Como explicam os pesquisadores, o mecanismo de feedback positivo surge do fato de que os elétrons no estado de cuprato não supercondutor são correlacionados de forma diferente do que na maioria dos outros sistemas, incluindo em supercondutores convencionais, que têm correlações eletrônicas fortemente coerentes. Em contraste, cupratos em seu estado não supercondutor têm correlações de "metal estranho" fortemente incoerentes, que são pelo menos parcialmente removidos ou enfraquecidos quando os cupratos se tornam supercondutores.

p Devido a essas correlações eletrônicas incoerentes, acredita-se amplamente que a estrutura que descreve a supercondutividade convencional - que é baseada na noção de quasipartículas - não pode descrever com precisão a supercondutividade de cuprato. Na verdade, algumas pesquisas sugeriram que os supercondutores de cuprato têm propriedades eletrônicas tão incomuns que até mesmo tentar descrevê-los com a noção de partículas de qualquer tipo se torna inútil.

p Isso leva à questão de, que papel, caso existam, Será que as correlações de metais estranhos atuam na supercondutividade do cuprato em alta temperatura?

p O principal resultado do novo artigo é que essas correlações não simplesmente desaparecem no estado supercondutor de cuprato, mas, em vez disso, são convertidos em correlações coerentes que levam a um aprimoramento do emparelhamento de elétrons supercondutores. Este processo resulta em um ciclo de feedback positivo, em que a conversão das correlações incoerentes de metal estranho em um estado coerente aumenta o número de pares de elétrons supercondutores, o que, por sua vez, leva a mais conversão, e assim por diante.

p Os pesquisadores descobriram que, devido a este mecanismo de feedback positivo, a força das correlações de elétrons coerentes no estado supercondutor é sem precedentes, muito excedendo o que é possível para supercondutores convencionais. Essa forte interação de elétrons também abre a possibilidade de que a supercondutividade do cuprato possa ocorrer devido a um mecanismo de emparelhamento completamente não convencional - um mecanismo de emparelhamento puramente eletrônico que poderia surgir exclusivamente devido a flutuações quânticas.

p "Nós descobrimos experimentalmente que as correlações eletrônicas incoerentes no 'estado normal' do metal estranho são convertidas em correlações coerentes no estado supercondutor que ajudam a fortalecer a supercondutividade, com um ciclo de feedback positivo subsequente, "disse o co-autor Dan Dessau da Universidade do Colorado em Boulder Phys.org . "Esse forte ciclo de feedback positivo deve fortalecer a maioria dos mecanismos de emparelhamento convencionais, mas também pode permitir um mecanismo de emparelhamento verdadeiramente não convencional (puramente eletrônico)."

p Surpreendentemente, os pesquisadores também descobriram que poderiam descrever seus resultados experimentais usando uma abordagem quase-convencional do tipo quasipartícula, apesar do fato de que os supercondutores de cuprato se comportam de maneira muito diferente de outros materiais.

p No futuro, os pesquisadores planejam investigar se este mecanismo de feedback positivo pode ser integrado a outros materiais, talvez levando a novos tipos de supercondutores de alta temperatura.

p "Podemos procurar ciclos de feedback positivo semelhantes em materiais relacionados, e também pode usar as técnicas baseadas em ARPES recentemente desenvolvidas para sondar os detalhes das correlações eletrônicas em detalhes ainda maiores, "Li disse. p © 2018 Phys.org