Fa­sicos da Universidade de Bath, no Reino Unido, em colaboração com pesquisadores dos EUA, descobriram um novo mecanismo para permitir que o magnetismo e a supercondutividade coexistam no mesmo material. Atéagora, os cientistas são podiam imaginar como essa coexistaªncia incomum poderia ser possí­vel. A descoberta pode levar a aplicações em tecnologias de energia verde e no desenvolvimento de dispositivos supercondutores, como hardware de computador de última geração.

Como regra, a supercondutividade (a capacidade de um material de passar uma corrente elanãtrica com eficiência perfeita) e o magnetismo (visto em funcionamento em a­ma£s de geladeira) são companheiros de cama ruins porque o alinhamento das minaºsculaspartículas magnanãticas eletra´nicas em ferromagnetos geralmente leva a  destruição de os pares de elanãtrons responsa¡veis ​​pela supercondutividade. Apesar disso, os pesquisadores de Bath descobriram que o supercondutor a  base de ferro RbEuFe4As4, que ésupercondutor abaixo de -236 ° C, exibe supercondutividade e magnetismo abaixo de -258 ° C.

O estudante de pós-graduação em física David Collomb, que liderou a pesquisa, explicou: "Ha¡ um estado em alguns materiais em que, se vocêos resfriar muito - significativamente mais frios do que a Anta¡rtica - eles se tornam supercondutores. Mas para que essa supercondutividade seja levada para a próxima- Em aplicações de na­vel, o material precisa mostrar coexistaªncia com propriedades magnanãticas , o que nos permitiria desenvolver dispositivos que operam em um princa­pio magnanãtico, como memória magnanãtica e computação usando materiais magnanãticos , para também usufruir dos benefa­cios da supercondutividade.

"O problema éque a supercondutividade geralmente éperdida quando o magnetismo éativado. Por muitas décadas, os cientistas tentaram explorar uma sanãrie de materiais que tem ambas as propriedades em um aºnico material, e recentemente os cientistas de materiais tiveram algum sucesso na fabricação de um punhado de materiais Poranãm, enquanto não entendermos porque a coexistaªncia épossí­vel, a busca por esses materiais não pode ser feita com um pente tão fino.

"Esta nova pesquisa nos da¡ um material que tem uma ampla faixa de temperatura onde esses fena´menos coexistem, e isso nos permitira¡ estudar a interação entre magnetismo e supercondutividade mais de perto e em grande detalhe. Esperana§osamente, isso resultara¡ em sermos capazes de identificar o mecanismo pelo qual essa coexistaªncia pode ocorrer. "

Em um estudo publicado na Physical Review Letters , a equipe investigou o comportamento incomum de RbEuFe4As4 criando mapas de campo magnético de um material supercondutor conforme a temperatura baixava. Para sua surpresa, eles descobriram que os va³rtices (os pontos no material supercondutor onde o campo magnético penetra) mostraram um alargamento pronunciado pra³ximo a  temperatura de -258 ° C, indicando uma forte supressão da supercondutividade quando o magnetismo foi ligado.

Essas observações concordam com um modelo tea³rico recentemente proposto pelo Dr. Alexei Koshelev do Laborata³rio Nacional de Argonne, nos EUA. Esta teoria descreve a supressão da supercondutividade por flutuações magnanãticas devido aos a¡tomos de Eura³pio (Eu) nos cristais. Aqui, a direção magnanãtica de cada a¡tomo de Eu comea§a a flutuar e se alinhar com os outros, conforme o material cai abaixo de uma determinada temperatura. Isso faz com que o material se torne magnanãtico. Os pesquisadores de Bath concluem que, embora a supercondutividade seja consideravelmente enfraquecida pelo efeito magnanãtico, ela não étotalmente destrua­da.

"Isso sugere que em nosso material, o magnetismo e a supercondutividade são mantidos separados um do outro em suas próprias subredes, que interagem minimamente", disse Collomb.

"Este trabalho avana§a significativamente a nossa compreensão desses raros fena´menos coexistentes e pode levar a possa­veis aplicações em dispositivos supercondutores do futuro. Ele vai gerar uma busca mais profunda em materiais que exibem supercondutividade e magnetismo . Esperamos que também incentive os pesquisadores em mais campos aplicados para pegar alguns desses materiais e fazer os dispositivos de computação de próxima geração com eles.

"Esperana§osamente, a comunidade cienta­fica entrara¡ gradualmente em uma era em que passaremos da pesquisa do canãu azul para a fabricação de dispositivos com esses materiais. Em uma década ou mais, poderemos ver dispositivos prota³tipos usando essa tecnologia que fazem um trabalho real."

Os colaboradores americanos para este projeto foram o Argonne National Laboratory, a Hofstra University e a Northwestern University.