Físicos da Universidade de Bonn conseguiram colocar um gás supercondutor em um estado exótico. Seus experimentos permitem novos insights sobre as propriedades da partícula de Higgs, mas também em características fundamentais de supercondutores. A publicação, que já está disponível online, logo aparecerá no jornal Física da Natureza .

Para seus experimentos, cientistas da Universidade de Bonn usaram um gás feito de átomos de lítio, que resfriaram significativamente. A uma certa temperatura, o estado do gás muda abruptamente:torna-se um supercondutor que conduz uma corrente sem qualquer resistência. Os físicos também falam de uma transição de fase. Uma mudança repentina semelhante ocorre com a água quando ela congela.

O gás de lítio muda para um estado mais ordenado em sua transição de fase. Isso inclui a formação dos chamados pares Cooper, que são combinações de dois átomos que se comportam como uma única partícula para o exterior.

Átomos dançantes de parceiros

Esses pares se comportam de maneira fundamentalmente diferente dos átomos individuais:eles se movem juntos e podem fazer isso sem se espalharem em outros átomos ou pares. Esta é a razão da supercondutividade. Mas o que acontece quando você tenta excitar os pares?

"Iluminamos o gás com radiação de microondas, "explica o Prof. Dr. Michael Köhl do Instituto de Física da Universidade de Bonn." Isso nos permitiu criar um estado no qual os pares começaram a vibrar e a qualidade da supercondutividade, portanto, oscilou muito rapidamente:Em um momento, o gás era um bom supercondutor, o próximo é ruim. "

Esta oscilação comum dos pares de Cooper corresponde ao bóson de Higgs descoberto no acelerador CERN em 2013. Como este estado é muito instável, apenas alguns grupos de trabalho em todo o mundo conseguiram produzi-lo.

Os experimentos permitem um insight sobre certas propriedades físicas do bóson de Higgs. Por exemplo, os físicos esperam que estudos como esses os capacitem a compreender melhor a decadência dessa partícula de vida extremamente curta no médio prazo.

Supercondutores comutáveis ​​rápidos

Mas os experimentos também são interessantes por outro motivo:eles mostram uma maneira de ligar e desligar a supercondutividade muito rapidamente. Os supercondutores normalmente tentam permanecer em seu estado condutor pelo maior tempo possível. Eles podem ser dissuadidos por aquecimento, mas este é um processo muito lento. Os experimentos mostram que, em princípio, isso também pode ser mil vezes mais rápido. Essa percepção pode abrir aplicações completamente novas para supercondutores.

O sucesso dos cientistas de Bonn também se baseia em uma cooperação bem-sucedida entre teoria e experimento:"Teoricamente previmos os fenômenos, "explica a Profa. Dra. Corinna Kollath do Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik da Universidade de Bonn." Durante os experimentos no Instituto de Física, O Prof. Köhl e seus colegas sabiam exatamente o que procurar. "