Um pesquisador da Universidade de Tsukuba ofereceu uma nova explicação de como os supercondutores expostos a um campo magnético podem se recuperar, sem perda de energia, ao estado anterior após o campo ser removido. Este trabalho pode levar a uma nova teoria da supercondutividade e um sistema de distribuição elétrica mais ecológico.

Supercondutores são uma classe de materiais com a incrível propriedade de serem capazes de conduzir eletricidade com resistência zero. Na verdade, uma corrente elétrica pode circular em torno de um loop de fio supercondutor indefinidamente. O problema é que esses materiais devem ser mantidos bem frios, e mesmo assim, um campo magnético forte pode fazer com que um supercondutor volte ao normal.

Já foi assumido que a transição supercondutora para normal causada por um campo magnético não poderia ser revertida facilmente, uma vez que a energia seria dissipada pelo processo usual de aquecimento Joule. Este mecanismo, pelo qual a resistência em fios normais converte energia elétrica em calor, é o que nos permite usar um fogão elétrico ou aquecedor.

"O aquecimento Joule é geralmente considerado negativo, porque desperdiça energia e pode até mesmo fazer com que fios sobrecarregados derretam, "explica o professor Hiroyasu Koizumi, da Divisão de Física da Matéria Condensada Quântica, o Centro de Ciências da Computação da Universidade de Tsukuba. "Contudo, sabe-se há muito tempo a partir de experimentos que, se você remover o campo magnético, um supercondutor condutor de corrente pode, na verdade, voltar ao seu estado anterior sem perda de energia, "

Agora, O professor Koizumi propôs uma nova explicação para esse fenômeno. No estado supercondutor, elétrons se emparelham e se movem em sincronia, mas a verdadeira causa desse movimento sincronizado é a presença da chamada "conexão Berry, "caracterizado pelo número quântico topológico. É um número inteiro e, se for diferente de zero, fluxos atuais. Assim, esta supercorrente pode ser desligada abruptamente mudando este número para zero sem aquecimento Joule.

O fundador da moderna teoria eletromagnética, James Clerk Maxwell, certa vez postulou um modelo de vórtice molecular semelhante que imaginava o espaço sendo preenchido com a rotação de correntes em pequenos círculos. Uma vez que tudo estava girando da mesma maneira, lembrou Maxwell de "rodas ociosas, "que eram engrenagens usadas em máquinas para esse fim.

"O surpreendente é que um modelo dos primeiros dias do eletromagnetismo, como as rodas ociosas de Maxwell, pode nos ajudar a resolver dúvidas que surgem hoje, "Professor Koizumi diz." Esta pesquisa pode ajudar a conduzir a um futuro no qual a energia pode ser fornecida de usinas de energia para casas com eficiência perfeita. "