Energia

Teoria que explica funcionamento dos supercondutores pode estar incompleta

A teoria que hoje explica o fenômeno da supercondutividade - quando uma corrente elétrica consegue fluir sem virtualmente nenhuma resistência - foi desenvolvida há cerca de 50 anos pelo famoso trio BCS - Bardeen, Cooper e Schrieffer. O feito lhes valeu o Prêmio Nobel de Física.

Quando a teoria foi elaborada, já haviam se passado outros 50 anos desde que o fenômeno da supercondutividade propriamente dito tinha sido descoberto pelo cientista holandês Kamerlingh Onnes.

Pares de Cooper

O eixo central dessa teoria são os chamados pares de Cooper, que demonstra que os elétrons em materiais supercondutores formam pares, que combinam seus movimentos com outros pares de elétrons para fluir de forma contínua e sem restrições.

Pares de Cooper em isolantes

Agora, físicos da Universidade Brown, nos Estados Unidos, descobriram algo surpreendente: os pares de Cooper também ocorrem em materiais isolantes, e são justamente eles os responsáveis por que a corrente elétrica não flui nesses materiais.

"Nossa descoberta é totalmente contra-intuitiva," afirma James Valles, um dos participantes da pesquisa. "O emparelhamento de Cooper não somente é responsável por conduzir a eletricidade com resistência zero, mas ele também pode ser responsável por bloquear totalmente o fluxo de eletricidade."

Bismuto

Na descoberta os pesquisadores utilizaram uma película de bismuto, um metal raro que, quando em amostras grossas, é um excelente condutor, mas que se torna um excepcional isolante quando é cortado em filmes muito finos.

O que falta?

A pergunta que se coloca é bastante óbvia: Se os pares de Cooper estão presentes tanto nos supercondutores quanto nos isolantes, e se os experimentos demonstram que eles estão envolvidos nos dois comportamentos antagônicos, o que determinaria esse comportamento? Faltaria um elemento ainda mais básico, e mais determinante, para explicar a supercondutividade?

O artigo agora publicado constata que, nos supercondutores, os pares de Cooper se movem linearmente, formando um fluxo de corrente elétrica. Já nos isolantes, eles não se coordenam, e ficam girando sozinhos, impedindo que os outros elétrons fluam. O que é uma descrição do que ocorre, mas não uma justificativa do comportamento.

Humildade

"Esse resultado extremamente interessante nos lembra que descobertas importantes e inesperadas esperam por nós se continuarmos a procurar," resumiu o próprio Dr. Cooper.

Bibliografia:

Superconducting Pair Correlations in an Amorphous Insulating Nanohoneycomb Film
Michael D. Stewart Jr., James M. Valles Jr., Aijun Yin, J. M. Xu
Science
23 November 2007
Vol.: 318: 1273-1275
DOI: 10.1126/science.1149587




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