É comum estar sob pressão no Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA - isto é, se acontecer de você ser uma amostra de material sendo investigado pelos físicos da matéria condensada do laboratório.

Os físicos usam a aplicação de alta pressão, às vezes chegando a tão alto quanto aquele encontrado a 1.600 quilômetros abaixo da superfície da Terra, para empurrar e estimular compostos metálicos e semicondutores para revelar estruturas incomuns, magnético, e propriedades supercondutoras que poderiam permanecer ocultas.

Até agora, pesquisadores do Laboratório Ames puderam estudar magnetização e resistência sob pressão, mas não o calor específico de um material, devido às dificuldades apresentadas tanto pelo aquecimento local quanto pela pressurização da amostra ao mesmo tempo. Mas calor específico, uma propriedade material fundamental, sob alta pressão era uma medida muito valiosa para ser ignorada, disse Paul Canfield, Físico e ilustre professor do Ames Laboratory e Robert Allen Wright Professor de Física e Astronomia na Iowa State University.

Tradicionalmente, o calor específico de um material é medido isoladamente, com nada tocando a amostra; mas a aplicação de pressão requer contato com a amostra. Com esses dois requisitos conflitantes, A pesquisadora de pós-doutorado do Ames Lab, Elena Gati, buscou outra maneira de abordar o problema.

A solução foi testar e adaptar um termômetro normalmente usado em experimentos de baixa pressão para uso em ambientes de alta pressão, combinado com uma técnica de oscilação que fornece pulsos de calor que são calibrados para afetar prontamente a amostra, mas não afetar o ambiente circundante tão rapidamente.

Os cientistas publicaram uma série de artigos usando a técnica, que em cada caso revelou novas propriedades nos materiais estudados. Ele abre novos caminhos de pesquisa para o Laboratório Ames, mas também colaborações com outras instituições de pesquisa que poderiam se beneficiar das medições usando o aparelho.

"Em todos esses casos, estamos usando essa técnica para criar um mapa eletrônico, magnético, e transições de fase estruturais - como eles interagem e se fundem, como eles nascem e morrem, "disse Canfield." Com esses tipos de percepções, podemos inferir as regras de como essas transições interagem, com o objetivo final de ser capaz de controlá-los para as propriedades que desejamos. "

A técnica experimental e seus resultados são discutidos posteriormente nestes documentos:

"Uso de termômetros Cernox em medições de calor específico de CA sob pressão, "de autoria de Elena Gati, Gil Drachuck, Li Xiang, Lin-Lin Wang, Sergey L. Bud'ko, e Paul C. Canfield; e publicado em Revisão de instrumentos científicos .

"Supercondutividade em massa e papel das flutuações no supercondutor FeSe à base de ferro em alta pressão, "de autoria de Elena Gati, Anna E. Böhmer, Sergey L. Bud'ko, e Paul C. Canfield; e publicado em Cartas de revisão física .

"Múltiplas transições ferromagnéticas e distorção estrutural no ferromagneto de van der Waals VI3 a pressões ambiente e finita, "de autoria de Elena Gati, Yuji Inagaki, Tai Kong, Robert J. Cava, Yuji Furukawa, Paul C. Canfield, e Sergey L. Bud'ko; e publicado como sugestão do Editor em Revisão Física B .