Para pesquisadores da área, eles são conhecidos como 'metais ruins, 'mas eles não são realmente tão ruins. De fato, eles são os melhores supercondutores porque são capazes de conduzir corrente com a mais alta eficiência e sem resistência até altas temperaturas. Isso foi visto experimentalmente. No entanto, seu comportamento permanece um mistério. As forças repulsivas entre os elétrons nesses materiais são muito mais fortes do que nos supercondutores de baixa temperatura:então, como as partículas com a mesma carga superam essas forças e conseguem emparelhar e transportar corrente como acontece nos supercondutores "tradicionais"?

Uma equipe de pesquisadores da SISSA em Trieste em colaboração com a Universidade de Tecnologia de Viena encontrou um possível, resposta surpreendente. De acordo com o estudo publicado em Cartas de revisão física , nesses materiais, os elétrons se transformariam em novos objetos, com um caráter sem precedentes que lhes permitiria emparelhar e assim superconduzir a corrente. Em sua pesquisa, os pesquisadores também demonstraram a peculiaridade de um novo tipo de metais ruins, chamados de 'metais de Hund, 'importante para uma classe de materiais à base de ferro. Os cientistas acreditam que esses materiais são particularmente interessantes porque são supercondutores e bastante maleáveis, o que os torna altamente adequados às aplicações tecnológicas.

Supercondutores de baixa temperatura

"Supercondutores são materiais interessantes porque escondem muitos mistérios que permanecem sem solução e, ao mesmo tempo, eles oferecem um potencial de aplicação incrível, "explicar Laura Fanfarillo, Angelo Valli e Massimo Capone, autores da pesquisa. Eles são compostos químicos que, abaixo de uma temperatura crítica, conduzir eletricidade sem qualquer resistência, portanto, sem dissipação de calor. É fácil imaginar seu potencial no campo tecnológico. Não fosse isso para muitos deles, os chamados supercondutores de baixa temperatura, a supercondutividade aparece em temperaturas muito próximas do zero absoluto, tornando seu uso complicado e muito caro. Contudo, também existem supercondutores de alta temperatura, como metais ruins, cuja temperatura crítica, embora bem abaixo de zero, requerem um resfriamento muito menos complicado e caro. Por esta razão, esses materiais são considerados os supercondutores mais interessantes para explorar a fim de lançar luz sobre as características físicas que os tornam tão especiais.

'E ainda assim eles se movem (juntos)'

Os pesquisadores explicam que, “Em supercondutores de baixa temperatura sabemos que a supercondutividade é o resultado do emparelhamento de elétrons que superam a repulsão devido à sua carga negativa graças a um 'mediador'. Uma vez organizados em pares, os elétrons começam a se mover de forma coerente e transportar a corrente elétrica sem encontrar qualquer resistência. a repulsão de Coulomb, aos quais os elétrons estão sujeitos, é muito mais forte do que em metais tradicionais. Esta repulsa, em teoria, deve evitar ainda mais decisivamente a formação desses pares e o transporte da supercorrente. "É aqui que surge a pergunta:" Já que sabemos que o emparelhamento entre os elétrons é o mecanismo na base da supercondução e que, pelo menos neste caso, existe um mediador, resta entender como os metais ruins são supercondutores tão bons. Com nossos cálculos, tentamos lançar luz sobre este mistério intrigante. "

Quasipartículas para conduzir eletricidade

O que os cientistas descobriram é que são precisamente as características que, em um olhar superficial, os tornaria os piores candidatos possíveis, que transformam esses materiais em supercondutores tão poderosos. Nestes materiais, os elétrons se transformam em quasipartículas peculiares cujas características são, na verdade, muito mais compatíveis com o emparelhamento, justificando assim seu comportamento experimental. Contudo, não termina aqui:"Neste trabalho também demonstramos que um novo tipo de metal ruim caracterizado por um tipo peculiar de repulsão, chamado 'metal de Hund, 'abre perspectivas interessantes no campo da supercondutividade. Nossos resultados, "concluem os cientistas" explicam com precisão e elegância uma quantidade de evidências experimentais na classe dos supercondutores ferrosos, um tipo relativamente novo de material descoberto em 2008, mas cujas propriedades sem precedentes ainda são um campo de investigação cheio de questões para os cientistas. "