Físicos da Universidade de Leipzig mais uma vez obtiveram uma compreensão mais profunda do mecanismo por trás dos supercondutores. Isso aproxima o grupo de pesquisa liderado pelo professor Jürgen Haase de seu objetivo de desenvolver as bases para uma teoria de supercondutores que permitiria que a corrente fluísse sem resistência e sem perda de energia. Os pesquisadores descobriram que nas ligações cobre-oxigênio supercondutoras, chamadas cupratos, deve haver uma distribuição de carga muito específica entre o cobre e o oxigênio, mesmo sob pressão.
Isso confirmou suas próprias descobertas de 2016, quando Haase e sua equipe desenvolveram um método experimental baseado em ressonância magnética que pode medir mudanças relevantes para a supercondutividade na estrutura dos materiais. Eles foram a primeira equipe do mundo a identificar um parâmetro de material mensurável que prevê a temperatura de transição máxima possível – uma condição necessária para atingir a supercondutividade à temperatura ambiente. Agora eles descobriram que os cupratos, que sob pressão aumentam a supercondutividade, seguem a distribuição de carga prevista em 2016. Os pesquisadores publicaram suas novas descobertas na revista PNAS.
“O fato de que a temperatura de transição dos cupratos pode ser aumentada sob pressão tem intrigado os pesquisadores por 30 anos. Mas até agora não sabíamos qual mecanismo era responsável por isso”, disse Haase. Ele e seus colegas do Felix Bloch Institute for Solid State Physics chegaram muito mais perto de entender o mecanismo real desses materiais. “Na Universidade de Leipzig – com o apoio do Graduate School Building with Molecules and Nano-objects (BuildMoNa) – estabelecemos as condições básicas necessárias para pesquisar cupratos usando ressonância nuclear, e Michael Jurkutat foi o primeiro pesquisador de doutorado a se juntar a nós. Juntos, estabelecemos a Relação de Leipzig, que diz que é preciso retirar elétrons do oxigênio nesses materiais e entregá-los ao cobre para aumentar a temperatura de transição. Você pode fazer isso com química, mas também com pressão. Mas dificilmente alguém teria pensado que poderíamos medir tudo isso com ressonância nuclear”, disse Haase.
A descoberta atual da pesquisa pode ser exatamente o que é necessário para produzir um supercondutor à temperatura ambiente, que tem sido o sonho de muitos físicos há décadas e agora deve levar apenas mais alguns anos, de acordo com Haase. Até o momento, isso só foi possível em temperaturas muito baixas, em torno de 150 graus Celsius negativos ou menos, que não são fáceis de encontrar em nenhum lugar da Terra. Há cerca de um ano, um grupo de pesquisa canadense verificou as descobertas da equipe do professor Haase em 2016 usando cálculos recém-desenvolvidos auxiliados por computador e, assim, comprovou as descobertas teoricamente.
A supercondutividade já é usada hoje de várias maneiras, por exemplo, em ímãs para máquinas de ressonância magnética e na fusão nuclear. Mas seria muito mais fácil e barato se os supercondutores operassem à temperatura ambiente. O fenômeno da supercondutividade foi descoberto em metais já em 1911, mas até mesmo Albert Einstein não tentou encontrar uma explicação naquela época. Quase meio século se passou antes que a teoria BCS fornecesse uma compreensão da supercondutividade em metais em 1957. Em 1986, a descoberta da supercondutividade em materiais cerâmicos (supercondutores de cuprato) em temperaturas muito mais altas pelos físicos Georg Bednorz e Karl Alexander Müller levantou novas questões, mas também aumentou as esperanças de que a supercondutividade poderia ser alcançada à temperatura ambiente.
Com informações de Science Daily.
