Três cientistas da Universidade de Chicago analisaram os números, e eles acreditam que pode haver uma maneira de fazer um material que conduza eletricidade e energia com 100% de eficiência - nunca perdendo por causa do calor ou da fricção.

A descoberta, publicado em 18 de fevereiro em Revisão Física B , sugere uma estrutura para um tipo inteiramente novo de assunto, que poderia ter aplicações tecnológicas muito úteis no mundo real. Embora a previsão seja baseada na teoria, esforços estão em andamento para testá-lo experimentalmente.

"Começamos tentando responder a uma pergunta realmente básica, para ver se isso era mesmo possível - pensamos que essas duas propriedades podem ser incompatíveis em um material, "disse o co-autor e consultor de pesquisa David Mazziotti, professor de Química e do Instituto James Franck e especialista em estrutura eletrônica molecular. "Mas para nossa surpresa, descobrimos que os dois estados realmente se tornam emaranhados em um nível quântico, e assim se reforçam. "

Uma vez que uma quantidade incalculável de energia é perdida nas linhas de força, motores e máquinas todos os anos, os cientistas estão ansiosos para encontrar alternativas mais eficientes. "De muitas maneiras, esta é a questão mais importante do século 21 - como gerar e mover energia com perda mínima, "Mazziotti disse.

Nós sabemos sobre supercondutores - um tipo de material que pode conduzir eletricidade para sempre com perda quase zero - por mais de um século. Mas foi apenas nos últimos anos que os cientistas conseguiram fazer um material semelhante em laboratório, que pode conduzir energia com perda quase zero, chamado condensado de exciton.

Mas tanto os supercondutores quanto os condensados ​​de excitons são materiais difíceis de fazer e manter funcionando - em parte porque os cientistas não entendem completamente como eles funcionam e a teoria por trás deles é incompleta. Nós sabemos, Contudo, que ambos envolvem a ação da física quântica.

O estudante de graduação da UChicago, LeeAnn Sager, começou a se perguntar como os dois estados poderiam ser gerados no mesmo material. O grupo de Mazziotti é especializado em explorar as propriedades e estruturas de materiais e produtos químicos usando computação, então ela começou a conectar diferentes combinações em um modelo de computador. "Nós examinamos muitas possibilidades, e então para nossa surpresa, encontrou uma região onde os dois estados poderiam coexistir, " ela disse.

Parece que na configuração certa, os dois estados tornam-se realmente emaranhados - um fenômeno quântico no qual os sistemas tornam-se intangivelmente ligados. Isso desafia a noção convencional de que os dois estados não estão relacionados, e pode abrir um novo campo de condensados ​​de pares de excitons e férmions duplos.

Usando matemática avançada, eles mostraram que, graças ao emaranhamento quântico, os condensados ​​duais deveriam teoricamente existir mesmo no tamanho macroscópico - isto é, visível ao olho humano.

"Isso implica que tais condensados ​​podem ser realizados em novos materiais, como uma camada dupla de supercondutores, "Disse Sager.

Os cientistas estão trabalhando com grupos experimentais para ver se a previsão pode ser alcançada em materiais reais.

"Ser capaz de combinar supercondutividade e condensados ​​de exciton seria incrível para muitas aplicações - eletrônicos, spintrônica, Computação quântica, "disse Shiva Safaei, um pesquisador de pós-doutorado e o terceiro autor do artigo. "Embora este seja um primeiro passo, parece extremamente promissor. "