Novo efeito quântico pode significar que o estado de Kondo não é o que pensávamos: WebCuriosos
Um experimento de física superpequeno, altamente preciso e ultrafrio revelou um novo estado quântico, chamado spinaron.
Ocorre sob condições extremamente frias quando um átomo de cobalto em uma superfície de cobre é submetido a um forte campo magnético, fazendo com que sua direção de rotação mude para frente e para trás.
A descoberta pode desencadear uma grande reformulação das suposições sobre como os materiais condutores de baixa temperatura se comportam, de acordo com físicos da Universidade Julius Maximilian de Würzburg (JMU) e do Centro de Pesquisa Jülich, na Alemanha.
Os pesquisadores conseguiram ver o spin magnético do átomo de cobalto na configuração experimental graças à combinação do intenso campo magnético e uma ponta de ferro adicionada à sua escala atômica. microscópio de tunelamento de varredura.
Esse giro não era rígido, mas sim alternava continuamente para frente e para trás, o que excitava os elétrons da superfície do cobre. Para usar uma analogia – muito útil na física de alto nível, o átomo de cobalto é como uma bola de rugby girando.
“Quando uma bola de rugby gira continuamente em uma caixa de bolinhas, as bolas ao redor são deslocadas em forma de onda”, diz físico experimental Matthias Bode da JMU.
“Isso é precisamente o que observamos – os elétrons do cobre começaram a oscilar em resposta e se ligaram ao átomo de cobalto”.
As novas observações já haviam sido foi previstoe desafiar o pensamento existente sobre algo chamado Efeito Kondo: um curioso limite inferior para a resistência elétrica quando impurezas magnéticas estão presentes em materiais frios.
Nestes novos experimentos, o átomo de cobalto permanece em constante movimento, mantendo seu magnetismo mesmo interagindo com os elétrons. Sob as regras do efeito Kondo, no entanto, o momento magnético seria neutralizado pelas interações eletrônicas.
Desde a década de 1960, os cientistas têm usado o efeito Kondo para explicar certos tipos de atividade quântica quando metais como o cobalto e o cobre são combinados. Agora, parte desse pensamento de longa data poderá ter de ser mudado – e os investigadores estão à procura de outros cenários onde os spinarons possam ser aplicados em vez do efeito Kondo.
“Suspeitamos que muitos possam realmente estar descrevendo o efeito spinaron”, diz o físico experimental Artem Odobesko da JMU, acrescentando: “Se assim for, reescreveremos a história da física quântica teórica”.
A física quântica pode ser difícil de entender, mas cada avanço como esse leva os cientistas a uma maior compreensão de como os materiais e as forças sobre eles trabalham juntos no nível atômico.
E os próprios investigadores reconhecem a tensão entre fazer uma descoberta tão importante em condições laboratoriais extremas e altamente precisas – e ainda assim não ter qualquer utilização prática imediata para ela.
“Nossa descoberta é importante para a compreensão da física dos momentos magnéticos em superfícies metálicas”, diz Bom dia. “Embora o efeito de correlação seja um divisor de águas na pesquisa fundamental para a compreensão do comportamento da matéria, não consigo construir uma mudança real a partir dele.”
A pesquisa foi publicada em Física da Natureza.
