MADRID 1 ago. (EUROPA PRESS) -
Uma nova forma na qual a matéria pode existir - diferente dos estados sólido, líquido, gasoso ou de plasma - foi encontrada na interface de dois materiais exóticos que formam um sanduíche.
O novo estado quântico, chamado de cristal líquido quântico, parece seguir suas próprias regras e oferece características que poderiam abrir caminho para aplicações tecnológicas avançadas, disseram os cientistas.
Em um artigo publicado na revista Science Advances, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade Rutgers descreveu um experimento com foco na interação entre um material condutor chamado semimetal de Weyl e um material magnético isolante conhecido como gelo de spin, quando ambos são submetidos a um campo magnético extremamente alto. Ambos os materiais são conhecidos individualmente por suas propriedades únicas e complexas.
"Embora cada material tenha sido amplamente estudado, sua interação nesse limite permaneceu completamente inexplorada", disse Tsung-Chi Wu, PhD em física e astronomia da Rutgers e primeiro autor do estudo, em um comunicado. Observamos novas fases quânticas que surgem somente quando esses dois materiais interagem. Isso cria um novo estado topológico quântico da matéria, até então desconhecido, em campos magnéticos elevados.
A equipe descobriu que, na interface desses dois materiais, as propriedades eletrônicas do semimetal de Weyl são influenciadas pelas propriedades magnéticas do gelo de spin. Essa interação dá origem a um fenômeno muito raro chamado "anisotropia eletrônica", em que o material conduz eletricidade de forma diferente em diferentes direções. Eles descobriram que, em um círculo de 360 graus, a condutividade é mínima em seis direções específicas. Surpreendentemente, à medida que o campo magnético aumenta, os elétrons começam subitamente a fluir em duas direções opostas.
Essa descoberta é consistente com um recurso observado de fenômenos quânticos conhecido como quebra de simetria rotacional e indica o surgimento de uma nova fase quântica em campos magnéticos elevados.
NOVAS MANEIRAS DE CONTROLAR AS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
As descobertas são importantes porque revelam novas maneiras de controlar e manipular as propriedades dos materiais, disse Wu. Ao compreender como os elétrons se movem nesses materiais especiais, os cientistas podem projetar novas gerações de sensores de campo magnético quântico ultrassensíveis que funcionem melhor em condições extremas, como no espaço ou dentro de máquinas potentes.
Os semimetais de Weyl são materiais que permitem que a eletricidade flua de formas incomuns em altíssima velocidade e com perda zero de energia graças a quasipartículas relativísticas especiais chamadas férmions de Weyl. Os gelos de spin, por outro lado, são materiais magnéticos em que os momentos magnéticos (pequenos campos magnéticos dentro do material) estão dispostos de forma semelhante às posições dos átomos de hidrogênio no gelo. Quando esses dois materiais são combinados, eles criam uma heteroestrutura, composta de camadas atômicas de materiais diferentes.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático