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NOVIDADES
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Metamorfose : de supercondutor a superisolante !
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Pesquisadores alemães e americanos demonstraram que um supercondutor pode se transformar em superisolante. No limite, essa descoberta poderá servir para fabricar baterias ideais.
Os supercondutores são materiais nos quais, quando a temperatura baixa suficientemente para atingir um valor dito crítico, se formam pares de Cooper. Trata-se do emparelhamento de partículas carregadas, como os elétrons, cujos momentos cinéticos semi-inteiros (fracionários) se juntam para formar os bósons. Obtém-se, então, um superfluido carregado que pode derramar-se sem nenhuma resistência. A teoria clássica desse efeito foi estabelecida por John Bardeen, Leon Cooper e J. Robert Schrieffer.
John Bardeen, Leon Cooper e J. Robert Schrieffer.
Créditos: Universidade de Warwick
Durante os anos 1990, os pesquisadores começaram a realizar outras transições de fase trabalhando em temperaturas mais baixas e mesmo no zero absoluto, sempre dentro da perspectiva dos efeitos quânticos. Christoph Strunk, da Universidade de Regensburg (Alemanha) e Valerii Vinokur, do Argonne National Laboratory (EUA), com outros pesquisadores, descobriram que filmes de nitreto de titânio, normalmente supercondutores, podiam tornar-se... superisolantes. Mergulhados em um campo magnético e resfriados a uma temperatura inferior a 70 mK (milikelvins), esses filmes apresentam uma resistência infinita à corrente elétrica.
Um fenômeno ainda mal-compreendido.
Em um supercondutor, a falta de resistência vem, observou-se, do fato de que os elétrons se ligam para formar pares de Cooper. Quando um material supercondutor é trabalhado até tornar-se um filme granular, a superfície de pares de Cooper se divide em ilhas formando espécies de "poças" separadas por regiões isolantes que se comportam como junções Josephson. Os pares de Cooper individuais não podem então passar entre as ilhas a não ser pelo efeito túnel. Muito próximo do zero absoluto, as regiões isolantes tornam-se carregadas e tendem a se opor a qualquer passagem de corrente.
Brian Josephson, Prêmio-Nobel.
Créditos: Universidade de Warwick
A explicação do fenômeno não é simples e controvérsias atuais agitam a comunidade científica. Segundo Vinokur e seus colegas, como explicam na revista Nature, quando um campo magnético penetra no supercondutor, o fluxo magnético provoca a formação de estruturas quantificadas, análogas aos turbilhões em um fluido, entre as quais as cargas circulam. No caso de um superisolante, o inverso se produziria, as cargas permaneceriam fixas, mas os turbilhões quantificados passariam de um par de Cooper a outro, bloqueando todo o transporte de carga.
Segundo os pesquisadores, embora numerosos progressos sejam, sem dúvida, necessários, esse fenômeno de "superisolação" poderia permitir fabricar baterias ideais, que não sofreriam nenhuma perda de carga.
Futura-Sciences, consultado em 04 de abril, 2008 (Tradução - MIA).
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