p Uma equipe internacional observou um fenômeno surpreendente em um material de óxido de níquel durante o resfriamento:em vez de congelamento, certas flutuações realmente aumentam à medida que a temperatura cai. O óxido de níquel é um sistema modelo estruturalmente semelhante aos supercondutores de alta temperatura. A experiência mostra mais uma vez que o comportamento desta classe de materiais ainda guarda surpresas. p Em praticamente todas as questões, temperaturas mais baixas significam menos movimento de seus componentes microscópicos. Quanto menos energia térmica estiver disponível, quanto menos freqüentemente os átomos mudam de localização ou os momentos magnéticos mudam de direção:eles congelam. Uma equipe internacional liderada por cientistas do HZB e DESY agora observou pela primeira vez o comportamento oposto em um material de óxido de níquel intimamente relacionado a supercondutores de alta temperatura. Flutuações neste níquelato não congelam no resfriamento, mas se torne mais rápido.

p Usamos a técnica inovadora de espectroscopia de correlação de raios-X para observá-los:Isso nos permitiu rastrear a ordem dos momentos magnéticos elementares (spins) no espaço e no tempo usando raios-X moles coerentes. Esses spins se organizam em um padrão em forma de faixa após o resfriamento. Essa ordem não é perfeita em temperaturas mais altas, mas consiste em um arranjo aleatório de pequenas regiões ordenadas localmente. Descobrimos que esse arranjo não é estático, mas para flutuar em escalas de tempo de alguns minutos. Conforme o resfriamento continua, essas flutuações tornam-se inicialmente cada vez mais lentas e as regiões ordenadas individuais crescem. Até aqui, este comportamento corresponde ao que muitos materiais mostram:Quanto menos energia térmica estiver disponível, quanto mais as flutuações se congelam e a ordem cresce.

p O que é completamente incomum e nunca foi observado dessa forma antes é que, à medida que o material esfriava ainda mais, as flutuações tornaram-se mais rápidas novamente, enquanto as áreas ordenadas diminuíram. A ordem das faixas, portanto, decai em baixas temperaturas tanto espacialmente quanto por meio de flutuações cada vez mais rápidas, mostrando uma espécie de anticongelante.

p Esta observação pode ajudar a entender melhor a supercondutividade de alta temperatura em óxidos de cobre (cupratos). Em cuprates, Acredita-se que a ordem de faixa semelhante à dos níquelatos compete com a supercondutividade. Lá, também, a ordem da faixa decai em baixas temperaturas, que foi explicado como supercondutividade, definindo em baixas temperaturas, suprime a ordem de distribuição. Uma vez que não há supercondutividade em níquelatos, mas a ordem da faixa, no entanto, decai em baixas temperaturas, um aspecto importante parece faltar na presente descrição da supercondutividade do cuprato. É possível que a ordem da faixa em cuprates não seja simplesmente suprimida, mas também decai por razões intrínsecas, assim, "limpando o campo" para o surgimento da supercondutividade. Uma compreensão mais profunda desse mecanismo pode ajudar a controlar a supercondutividade.

p O estudo mostra o potencial de raios-x moles coerentes para estudar materiais que são espacialmente não uniformes, especialmente aqueles materiais onde uma nova funcionalidade surge dessa não uniformidade espacial. A espectroscopia de correlação com lasers tem sido usada por muitas décadas para estudar, por exemplo, o movimento dos colóides em soluções. Transferido para raios-x moles, a técnica pode ser usada para seguir as flutuações magnéticas e, por exemplo, também desordem eletrônica e química no espaço e no tempo.

p Os experimentos descritos aqui foram realizados no ALS Advanced Light Source, Califórnia.

p Com futuras fontes de raios-X, como BESSY III, que irá produzir muitas ordens de magnitude de radiação de raios-X coerente mais intensa do que as fontes atuais, será possível estender esta técnica para flutuações mais rápidas e escalas de comprimento mais curtas, e assim observar efeitos que não foram alcançados até agora.