Cientistas da Universidade de Chicago fazem parte de uma equipe de pesquisa internacional que descobriu a supercondutividade - a capacidade de conduzir eletricidade perfeitamente - nas temperaturas mais altas já registradas.

Usando tecnologia avançada no Laboratório Nacional de Argonne, afiliado à UChicago, a equipe estudou uma classe de materiais em que observaram supercondutividade em temperaturas de cerca de menos 23 graus Celsius (menos 9 graus Fahrenheit, 250 K) - um salto de cerca de 50 graus em comparação com o registro anterior confirmado.

Embora a supercondutividade tenha acontecido sob pressão extremamente alta, o resultado ainda representa um grande passo em direção à criação de supercondutividade em temperatura ambiente - o objetivo final para os cientistas serem capazes de usar esse fenômeno para tecnologias avançadas. Os resultados foram publicados 23 de maio na revista. Natureza ; Vitali Prakapenka, um professor pesquisador da Universidade de Chicago, e Eran Greenberg, um pós-doutorado na Universidade de Chicago, são co-autores da pesquisa.

Assim como um fio de cobre conduz eletricidade melhor do que um tubo de borracha, certos tipos de materiais são melhores para se tornarem supercondutores, um estado definido por duas propriedades principais:O material oferece resistência zero à corrente elétrica e não pode ser penetrado por campos magnéticos. Os usos potenciais para isso são tão vastos quanto excitantes:fios elétricos sem diminuir as correntes, supercomputadores extremamente rápidos e trens de levitação magnética eficientes.

Mas os cientistas anteriormente só eram capazes de criar materiais supercondutores quando eles eram resfriados a temperaturas extremamente frias - inicialmente, menos 240 graus Celsius e, mais recentemente, cerca de menos 73 graus Celsius. Como esse resfriamento é caro, limitou suas aplicações em todo o mundo.

Previsões teóricas recentes mostraram que uma nova classe de materiais de hidretos supercondutores poderia abrir caminho para a supercondutividade em altas temperaturas. Pesquisadores do Instituto Max Planck de Química na Alemanha se uniram a pesquisadores da Universidade de Chicago para criar um desses materiais, chamados superidridos de lantânio, testar sua supercondutividade, e determinar sua estrutura e composição.

O único problema era que o material precisava ser colocado sob pressão extremamente alta - entre 150 e 170 gigapascais, mais de um milhão e meio de vezes a pressão ao nível do mar. Somente sob essas condições de alta pressão o material - uma pequena amostra com apenas alguns mícrons de diâmetro - exibiu supercondutividade na nova temperatura recorde.

Na verdade, o material mostrou três das quatro características necessárias para provar a supercondutividade:ele caiu sua resistência elétrica, diminuiu sua temperatura crítica sob um campo magnético externo e mostrou uma mudança de temperatura quando alguns elementos foram substituídos por diferentes isótopos. A quarta característica, chamado de efeito Meissner, em que o material expele qualquer campo magnético, não foi detectado. Isso porque o material é tão pequeno que esse efeito não pôde ser observado, pesquisadores disseram.

Eles usaram a Fonte Avançada de Fótons no Laboratório Nacional de Argonne, que fornece ultra-brilho, feixes de raios-X de alta energia que permitiram descobertas em tudo, desde baterias melhores até a compreensão do interior profundo da Terra, para analisar o material. No experimento, pesquisadores do Centro de Fontes Avançadas de Radiação da Universidade de Chicago espremeram uma pequena amostra do material entre dois minúsculos diamantes para exercer a pressão necessária, em seguida, usou os raios X da linha de luz para sondar sua estrutura e composição.

Como as temperaturas usadas para conduzir o experimento estão dentro da faixa normal de muitos lugares do mundo, isso faz com que o objetivo final de temperatura ambiente - ou pelo menos 0 grau Celsius - pareça estar ao nosso alcance.

A equipe já está colaborando para encontrar novos materiais que possam criar supercondutividade em condições mais razoáveis.

"Nosso próximo objetivo é reduzir a pressão necessária para sintetizar as amostras, para trazer a temperatura crítica para mais perto da ambiente, e talvez até mesmo criar amostras que possam ser sintetizadas em altas pressões, mas ainda superconduto em pressões normais, "Prakapenka disse." Continuamos a procurar compostos novos e interessantes que nos trarão novos, e muitas vezes inesperado, descobertas. "