A busca por uma grande teoria unificada da supercondutividade não convencional fascina os cientistas há décadas. Embora a teoria BCS forneça uma estrutura bem-sucedida para a supercondutividade convencional, fenômenos como supercondutividade de alta temperatura, supercondutividade de férmions pesados e supercondutividade topológica exigem novas abordagens teóricas.
Um candidato promissor é o enredo de Uemura
. Descoberto em 1991 pelo físico japonês Yoshiaki Uemura, o gráfico de Uemura apresenta uma impressionante correlação universal entre a temperatura de transição supercondutora (Tc) e as propriedades eletrônicas do estado normal (tipicamente representadas pela razão de resistividade residual) de uma ampla variedade de supercondutores não convencionais. A existência do gráfico de Uemura sugere uma profunda conexão subjacente entre as propriedades do estado normal e o comportamento supercondutor nestes materiais. Esta descoberta estimulou inúmeras tentativas teóricas para desenvolver uma estrutura unificada que possa capturar a essência de diversos mecanismos supercondutores e explicar as tendências empíricas observadas no gráfico de Uemura.
Aqui estão algumas das teorias proeminentes que surgiram na busca por uma grande teoria unificada de supercondutividade exótica:
Teoria do par flutuante de Cooper: Esta teoria postula que a supercondutividade em materiais não convencionais surge de pares flutuantes de Cooper, em vez do mecanismo convencional de emparelhamento mediado por fônons. As flutuações térmicas levam à formação de pares de Cooper transitórios, que contribuem para as propriedades supercondutoras mesmo acima do Tc.
Teoria da ligação de valência ressonante: Esta abordagem vê a supercondutividade não convencional como um resultado de estados de ligação de valência ressonante (RVB). Neste cenário, o estado supercondutor surge da interação coletiva de singletos de spin locais e elétrons itinerantes, levando a um mecanismo de emparelhamento mediado por flutuação de spin.
Interação não convencional elétron-fônon: Embora a supercondutividade convencional dependa da interação de elétrons com fônons (vibrações de rede), a supercondutividade não convencional pode envolver outros tipos de interações, como plasmons (oscilações coletivas de elétrons) ou excitações magnéticas (flutuações de spin). Esta interação estendida entre elétrons e bósons pode explicar os diversos mecanismos de emparelhamento observados em vários supercondutores exóticos.
Teoria das Flutuações Críticas Quânticas: Certos supercondutores não convencionais exibem proximidade de pontos críticos quânticos onde uma transição de fase de segunda ordem é suprimida devido a flutuações quânticas. O comportamento quântico crítico pode dar origem à supercondutividade não convencional através do surgimento de fortes correlações eletrônicas e da interação de diferentes escalas de energia.
Apesar desses avanços teóricos, alcançar uma teoria abrangente e unificada da supercondutividade exótica continua a ser um desafio significativo. A complexidade dos supercondutores não convencionais surge de seus mecanismos microscópicos diversos e frequentemente interligados. Mais investigações experimentais, combinadas com conhecimentos teóricos, são necessárias para desvendar os detalhes intrincados destes materiais fascinantes e descobrir os princípios unificadores que governam o seu comportamento supercondutor.
