A supercondutividade éum fena´meno no qual um circuito elanãtrico perde sua resistência e se torna extremamente eficiente sob certas condições. Existem diferentes maneiras pelas quais isso pode acontecer, que foram consideradas incompata­veis. Pela primeira vez, os pesquisadores descobriram uma ponte entre dois desses manãtodos para atingir a supercondutividade. Esse novo conhecimento pode levar a uma compreensão mais geral do fena´meno e, um dia, a aplicações.

Existem três estados conhecidos da matéria: sãolido, la­quido e gasoso. Existe um quarto estado da matéria chamado plasma, que écomo um gás que esquentou tanto que todos os seus a¡tomos constituintes se desfizeram, deixando para trás uma confusão superaquecida departículas subatômicas. Mas existe um quinto estado da matéria na extremidade oposta completa do terma´metro conhecido como condensado de Bose-Einstein (BEC).

"Um BEC éum estado aºnico da matéria, pois não éfeito departículas, mas de ondas", disse o professor associado Kozo Okazaki do Instituto de Fa­sica do Estado Sa³lido da Universidade de Ta³quio. "Amedida que eles esfriam atéquase zero absoluto, os a¡tomos de certos materiais se espalham pelo Espaço. Essa mancha aumenta atéque os a¡tomos - agora mais como ondas do quepartículas - se sobreponham, tornando-se indistingua­veis uns dos outros. A matéria resultante se comporta como se fosse uma coisa são entidade única com novas propriedades que faltavam nos estados anterior sãolido, la­quido ou gasoso, como a supercondução. Atérecentemente, os BECs supercondutores eram puramente teóricos, mas agora demonstramos isso no laboratório com um novo material baseado em ferro e selaªnio (um elemento não meta¡lico) . "

Esta éa primeira vez que um BEC foi verificado experimentalmente para funcionar como um supercondutor; entretanto, outras manifestações da matéria, ou regimes, também podem dar origem a  supercondução. O regime de Bardeen-Cooper-Shrieffer (BCS) éum arranjo de matéria tal que, quando resfriado pra³ximo ao zero absoluto, os a¡tomos constituintes desaceleram e se alinham, o que permite que os elanãtrons passem mais facilmente. Isso efetivamente traz a resistência elanãtrica de tais materiais a zero. Tanto o BCS quanto o BEC requerem condições de congelamento e ambos envolvem a desaceleração dos a¡tomos. Mas esses regimes são completamente diferentes. Por muito tempo, os pesquisadores acreditaram que um entendimento mais geral da supercondução poderia ser alcana§ado se esses regimes pudessem se sobrepor de alguma forma.

"Demonstrar a supercondutividade dos BECs foi um meio para um fim; esta¡vamos realmente esperando explorar a sobreposição entre os BECs e os BCSs", disse Okazaki. "Foi extremamente desafiador, mas nosso aparelho e manãtodo de observação aºnicos o verificaram - háuma transição suave entre esses regimes. E isso sugere uma teoria subjacente mais geral por trás da supercondução. a‰ um momento emocionante para trabalhar neste campo. "

Okazaki e sua equipe usaram o manãtodo de espectroscopia de fotoemissão baseada em laser de resolução ultrabaixa e alta resolução de energia para observar a maneira como os elanãtrons se comportavam durante a transição de um material de BCS para BEC. Os elanãtrons se comportam de maneira diferente nos dois regimes e a mudança entre eles ajuda a preencher algumas lacunas no quadro mais amplo da supercondução.

A supercondução não éapenas uma curiosidade de laboratório; dispositivos supercondutores, como eletroa­ma£s, já são usados ​​em aplicações, como o Large Hadron Collider, o maior acelerador departículas do mundo. No entanto, como explicado acima, eles exigem temperaturas ultracold que proa­bem o desenvolvimento de dispositivos supercondutores que podera­amos esperar ver todos os dias. Portanto, não ésurpresa que haja grande interesse em encontrar maneiras de formar supercondutores em temperaturas mais altas, talvez um dia atémesmo em temperatura ambiente.

"Com evidaªncias conclusivas de BECs supercondutores, acho que isso levara¡ outros pesquisadores a explorar a supercondução em temperaturas cada vez mais altas", disse Okazaki. "Pode soar como ficção cienta­fica por enquanto, mas se a supercondução puder ocorrer perto da temperatura ambiente, nossa capacidade de produzir energia aumentaria muito e nossas necessidades de energia diminuiriam."