Num mundo onde os eletrões normalmente colidem e perdem energia, os supercondutores permitem-lhes mover-se sem resistência. Mas no ditelureto de urânio, os cientistas descobriram algo inesperado: ondas ordenadas de pares de eletrões persistem mesmo depois de o material perder o seu estado supercondutor.
A supercondutividade surge a temperaturas muito baixas, quando os eletrões formam pares de Cooper e atravessam a rede cristalina sem perdas. Nos materiais comuns, estes pares aparecem estritamente numa transição de fase. Contudo, no ditelureto de urânio, que se torna supercondutor abaixo de 2,1 kelvin, os pares de Cooper formam padrões espaciais repetitivos — ondas de densidade de pares.
Tais ondas foram previstas já em 2007, mas não havia provas diretas da sua existência fora da fase supercondutora. Investigadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign utilizaram um microscópio de varrimento por efeito de túnel com campo magnético vetorial e amostras de material de alta qualidade. Registaram os modos eletrónicos característicos que reagem à temperatura e ao campo magnético exatamente como prevê a teoria das ondas de densidade de pares.
O mais surpreendente: estes modos persistem a temperaturas nitidamente acima do ponto crítico da supercondutividade. O físico Eduardo Fradkin comparou-os ao sorriso do Gato de Cheshire — os vestígios que permanecem após o desaparecimento da própria fase. Isto não significa que o material continue a ser supercondutor a temperaturas mais altas, mas mostra que os pares de Cooper podem existir de forma organizada independentemente do estado fundamental.
O ditelureto de urânio é ainda interessante por ser considerado um raro supercondutor de tripleto de spin: os pares de eletrões nele possuem uma orientação magnética própria. A observação das ondas de densidade de pares ajuda a compreender como se formam exatamente esses pares invulgares e porque se comportam de modo diferente do que nos supercondutores clássicos.
A descoberta aproxima os físicos da resolução dos mecanismos da supercondutividade não tradicional e pode indicar caminhos para a criação de materiais que funcionem a temperaturas mais altas. Compreender estes estados intermédios é importante para as tecnologias futuras — desde redes energeticamente eficientes até computadores quânticos.
As ondas de densidade de pares mostram que a supercondutividade não é simplesmente um ligar ou desligar, mas um processo complexo com etapas intermédias que agora podem ser estudadas diretamente.
