Os pesquisadores encontraram evidências de uma fase anômala da matéria que estava prevista para existir na década de 1960. O aproveitamento de suas propriedades pode abrir caminho para novas tecnologias capazes de compartilhar informações sem perdas de energia. Esses resultados são relatados no jornal Avanços da Ciência .

Ao investigar um material quântico, os pesquisadores da Universidade de Cambridge que lideraram o estudo observaram a presença de ondas de energia inesperadamente rápidas ondulando através do material quando o expuseram a pulsos de laser curtos e intensos. Eles foram capazes de fazer essas observações usando uma câmera microscópica de velocidade que pode rastrear movimentos pequenos e muito rápidos em uma escala que é desafiadora com muitas outras técnicas. Esta técnica testa o material com dois pulsos de luz:o primeiro o perturba e cria ondas - ou oscilações - propagando-se para fora em círculos concêntricos, da mesma forma que jogar uma pedra em um lago; o segundo pulso de luz tira um instantâneo dessas ondas em vários momentos. Coloque junto, essas imagens permitiram que eles vissem como essas ondas se comportam, e entender seu 'limite de velocidade'.

"À temperatura ambiente, essas ondas se movem a um centésimo da velocidade da luz, muito mais rápido do que esperaríamos em um material normal. Mas quando vamos para temperaturas mais altas, é como se a lagoa tivesse congelado, "explicou a primeira autora Hope Bretscher, que realizou esta pesquisa no Laboratório Cavendish de Cambridge. "Não vemos essas ondas se afastando da rocha. Passamos muito tempo procurando por que um comportamento tão bizarro poderia ocorrer."

A única explicação que parecia se adequar a todas as observações experimentais era que o material hospeda, à temperatura ambiente, uma fase de 'isolante excitônico' da matéria, que embora teoricamente previsto, havia evitado a detecção por décadas.

"Em um isolante excitônico, as ondas de energia observadas são sustentadas por partículas de carga neutra que podem se mover a velocidades semelhantes às do elétron. Mais importante, essas partículas poderiam transportar informações sem serem prejudicadas pelos mecanismos de dissipação que, nos materiais mais comuns, afetam partículas carregadas como elétrons, "disse o Dr. Akshay Rao do Laboratório Cavendish, quem liderou a pesquisa. "Esta propriedade pode fornecer um caminho mais simples para a temperatura ambiente, computação de economia de energia do que a de supercondutividade. "

A equipe de Cambridge trabalhou então com teóricos de todo o mundo para desenvolver um modelo sobre como existe essa fase de isolamento excitônico, e por que essas ondas se comportam dessa maneira.

"Teóricos previram a existência dessa fase anômala há décadas, mas os desafios experimentais para ver evidências disso significam que só agora somos capazes de aplicar estruturas desenvolvidas anteriormente para fornecer uma imagem melhor de como ele se comporta em um material real, "comentou Yuta Murakami, do Instituto de Tecnologia de Tóquio, que colaboraram no estudo.

"A transferência de energia sem dissipação desafia nossa compreensão atual do transporte em materiais quânticos e abre a imaginação dos teóricos para novas maneiras de sua manipulação futura, "disse o colaborador Denis Gole, do Instituto Jozef Stefan e da Universidade de Ljubljana.

"Este trabalho nos coloca um passo mais perto de alcançar algumas aplicações incrivelmente eficientes em termos de energia que podem aproveitar esta propriedade, incluindo em computadores, "concluiu o Dr. Rao.