Físicos superam tornados quânticos e alcançam o verdadeiro limite do supercondutor

Editado por: Svitlana Velhush

Os supercondutores prometem uma revolução na tecnologia — de trens levitantes a potentes aceleradores de partículas e aparelhos de diagnóstico médico. No entanto, seu funcionamento é limitado por um equilíbrio frágil: uma corrente ou um campo magnético demasiado fortes destroem o estado em que a eletricidade flui sem resistência.

Nas medições comuns de corrente contínua, esse limite é difícil de alcançar. Os vórtices quânticos — pequenos «tornados» de fluxo magnético que surgem nos supercondutores do segundo tipo — antecipam-se a ele e rapidamente provocam aquecimento e resistência.

Cientistas do Instituto Max Planck, em Hamburgo, encontraram uma forma de contornar esse obstáculo. Utilizaram pulsos de laser com duração de 300 femtossegundos, que se transformavam em pulsos elétricos de apenas alguns picossegundos. Nesse intervalo, os vórtices não tinham tempo de se deslocar e perturbar a supercondutividade.

No experimento, o nítreto de nióbio suportou uma corrente 2,2 vezes superior ao valor crítico habitual, e em seguida a supercondutividade cessou abruptamente — exatamente como deve acontecer quando os pares de Cooper se rompem. No material à base de óxido de ítrio-bário-cobre, o processo decorreu de forma mais suave devido a uma simetria diferente do gap de energia.

O novo método permite medir diretamente propriedades fundamentais dos materiais, inacessíveis nas medições comuns. Abre caminho para testar inúmeros supercondutores nos seus verdadeiros limites e para criar dispositivos mais robustos.

O estudo foi publicado na Nature Physics e mostra que a velocidade por vezes decide tudo: basta superar os processos quânticos para ver do que o material é realmente capaz.

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Fontes

  • A Major Superconductor 'Speed Limit' Was Just Broken

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