p Pesquisadores da Tokyo Metropolitan University descobriram que os cristais de um material supercondutor recentemente descoberto, um calcogeneto de bismuto em camadas com uma estrutura simétrica quádrupla, mostra apenas uma simetria dupla em sua supercondutividade. A origem da supercondutividade nessas estruturas ainda não é bem compreendida; essa descoberta sugere uma conexão com uma classe enigmática de materiais conhecidos como supercondutores nemáticos e os mecanismos extraordinários pelos quais a supercondutividade pode emergir em temperaturas mais fáceis de alcançar. p Supercondutores são materiais com resistência elétrica zero. Eles já viram inúmeras aplicações para eletroímãs poderosos, particularmente em unidades de imagem por ressonância magnética médica (MRI), onde eles são usados ​​para gerar os fortes campos magnéticos necessários para imagens não invasivas de alta resolução. Contudo, existem barreiras significativas que impedem um uso mais difundido, por ex. para transmissão de energia em longas distâncias. O mais notável é que a supercondutividade convencional só surge em temperaturas extremamente baixas. Os primeiros supercondutores de "alta temperatura" foram encontrados apenas na segunda metade da década de 1980, e os mecanismos por trás de como eles funcionam ainda são debatidos acaloradamente.

p Em 2012, O professor Yoshikazu Mizuguchi, da Universidade Metropolitana de Tóquio, teve sucesso na engenharia de materiais de calcogeneto de bismuto em camadas com camadas alternadas de isolamento e supercondutor pela primeira vez. (Calcogenetos são materiais que contêm elementos do grupo 16 da tabela periódica.) Agora, a mesma equipe fez medições em cristais únicos do material e descobriu que as características de simetria rotacional da estrutura cristalina não são replicadas em como a supercondutividade muda com a orientação.

p O material que o grupo estudou consistia em camadas supercondutoras de bismuto, enxofre e selênio, e camadas isolantes feitas de lantânio, flúor e oxigênio. Mais importante, as camadas de calcogeneto tinham simetria rotacional de quatro vezes (ou tetragonal), isto é, a mesma quando girada em 90 graus. Contudo, quando a equipe mediu a magnetorresistência do material em diferentes orientações, eles encontraram apenas simetria dupla, ou seja, a mesma quando girados em 180 graus. Análises posteriores em diferentes temperaturas não sugeriram quaisquer mudanças na estrutura; eles concluíram que essa quebra de simetria deve surgir do arranjo dos elétrons na camada.

p O conceito de fases nemáticas vem dos cristais líquidos, em que desordenado, matrizes amorfas de partículas semelhantes a bastonetes podem apontar na mesma direção, quebrar a simetria rotacional enquanto permanece distribuído aleatoriamente no espaço. Muito recentemente, foi levantada a hipótese de que algo semelhante na estrutura eletrônica dos materiais, nematicidade eletrônica, pode estar por trás do surgimento da supercondutividade em supercondutores de alta temperatura. Esta descoberta liga claramente este sistema altamente personalizável a supercondutores de alta temperatura, como cobre e materiais à base de ferro. A equipe espera que uma investigação mais aprofundada revele percepções críticas sobre como, de outra forma, materiais amplamente diferentes dão origem a um comportamento semelhante, e como eles funcionam.