No mundo dos materiais quânticos peculiares, os cientistas observaram que uma antiga lei ainda é válida. A lei, conhecida como “lei de Wiedemann-Franz”, afirma que para metais em baixas temperaturas, sua condutividade térmica é proporcional à sua condutividade elétrica. Isso significa que materiais que são bons na condução de calor também são bons na condução de eletricidade.

Esta relação entre condutividade térmica e elétrica é conhecida há mais de um século e foi inicialmente considerada uma propriedade fundamental dos metais. No entanto, nos últimos anos, os cientistas descobriram materiais conhecidos como “semimetais topológicos” que parecem quebrar esta regra. Semimetais topológicos são materiais que possuem uma estrutura eletrônica única que lhes permite conduzir eletricidade sem conduzir calor ou vice-versa.

Esses materiais têm intrigado os cientistas e têm sido objeto de intensas pesquisas nos últimos anos, pois apresentam potencial para aplicações em eletrônica e outras tecnologias. Os cientistas têm tentado compreender os princípios fundamentais que regem o comportamento dos semimetais topológicos, incluindo como as suas propriedades de transporte térmico e elétrico estão relacionadas.

Para esclarecer este tópico, uma equipe de pesquisadores internacionais liderada por cientistas da Universidade de Tóquio e da Universidade de Basileia conduziu um experimento para medir as condutividades térmicas e elétricas de um semimetal topológico conhecido como ditelureto de tungstênio. Eles usaram uma técnica avançada chamada “técnica de termorrefletância no domínio do tempo” para medir as propriedades térmicas, o que lhes permitiu medir processos de transporte de calor incrivelmente rápidos no material.

Os resultados do experimento mostraram que o ditelureto de tungstênio realmente exibe uma relação semelhante à lei de Wiedemann-Franz entre suas condutividades térmica e elétrica, mas com uma modificação incomum. Os pesquisadores descobriram que, embora a relação geral se mantenha, há também um termo adicional que contribui para a condutividade térmica. Este termo, exclusivo para semimetais topológicos, surge devido às propriedades eletrônicas incomuns desses materiais e pode ser a chave para a compreensão de seu comportamento.

As descobertas deste estudo ajudam a melhorar a nossa compreensão do comportamento dos semimetais topológicos e nos deixam um passo mais perto de desvendar os segredos desses materiais fascinantes. Pesquisas futuras irão se aprofundar nesta contribuição inesperada e explorar como esses materiais podem ser usados ​​em aplicações onde suas propriedades incomuns possam ser exploradas.