Pulsos de laser e feixes de nêutrons revelaram em um material magnético um estado quântico que viola a regra habitual do equilíbrio detalhado e persiste em baixa energia em vez de desaparecer rapidamente.
Pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) do Departamento de Energia dos Estados Unidos, junto com colegas, realizaram um experimento em um material onde quasipartículas quânticas — os magnons — são responsáveis pelas propriedades magnéticas. Eles usaram pulsos de laser rápidos para tirar o sistema do equilíbrio e, em seguida, aplicaram o espalhamento de nêutrons na fonte Spallation Neutron Source do ORNL para estudar detalhadamente a imagem microscópica. Os resultados, publicados na Nature Communications em novembro de 2026, mostraram uma violação do equilíbrio detalhado: no estado normal, a energia é absorvida e emitida de forma simétrica, mas sob a ação do laser os sinais dos nêutrons tornaram-se assimétricos, com excesso apenas em uma direção.
O mais inesperado é que esse estado se revelou de longa duração. O excesso de magnons não desaparecia rapidamente, como no caso de um aquecimento breve, mas era sustentado por pulsos de laser periódicos, formando um estado fora do equilíbrio estável. Imagine um fluxo de partículas que, em vez de retornar, continua se movendo em uma única direção, como uma rua de mão única, onde o movimento não é equilibrado por um fluxo contrário.
A equipe liderada por Chengyun Hua, incluindo Barry Winn e Alan Tennant, passou anos desenvolvendo uma infraestrutura especial para tais medições. Anteriormente, ninguém havia sondado a violação do equilíbrio detalhado diretamente em um meio condensado, e o experimento confirmou as previsões teóricas na prática.
Essa descoberta cria uma plataforma para estudar sistemas quânticos longe do equilíbrio em tempo real. Ela ajuda a entender como controlar materiais magnéticos para tecnologias quânticas, reduzindo as perdas de informação na transmissão e melhorando os dispositivos de memória. O método também estabelece um novo padrão para o espalhamento de nêutrons sob ação ativa sobre o material.
Os resultados, publicados na Nature Communications, fornecem uma base experimental para futuras pesquisas sobre materiais quânticos e sua aplicação em tecnologias da informação.
