Supercondutividade: Descoberta uma ordem escondida no caos quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/01/2026

O pseudogap sempre foi considerado um elemento central na busca pela compreensão da supercondutividade.
[Imagem: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation]

Pseudogap

Físicos descobriram uma ligação entre o magnetismo e uma misteriosa fase da matéria conhecida como pseudolacuna (pseudogap), que surge nos materiais supercondutores logo acima da temperatura em que eles transicionam de condutores normais para supercondutores.

E isso é particularmente curioso porque o magnetismo e a supercondutividade são duas propriedades que não se combinam. À exceção de condições bem raras, para ter um você precisa abrir mão do outro.

No entanto, a supercondutividade ainda não é totalmente compreendida pela ciência. Em muitos supercondutores de alta temperatura, a transição para o estado supercondutor não surge de um estado metálico convencional; em vez disso, o material entra primeiro em um curioso regime intermediário, a pseudolacuna, no qual os elétrons começam a se comportar de maneiras incomuns, deixando menos estados eletrônicos disponíveis para o fluxo de elétrons pelo material.

Em materiais que contêm um número inalterado de elétrons, eles se organizam em um padrão magnético ordenado e alternado conhecido como antiferromagnetismo. Nesse padrão, os spins dos elétrons vizinhos apontam em direções opostas, como dançarinos seguindo um ritmo preciso da esquerda para a direita.

Mas, quando elétrons são removidos por meio de um processo conhecido como dopagem, essa ordem magnética é fortemente perturbada. Por muito tempo, os pesquisadores presumiram que a dopagem destruía completamente a ordem magnética de longo alcance.

O novo experimento, no entanto, mostra que, em temperaturas extremamente baixas, permanece uma forma sutil de organização, oculta sob a aparente desordem.

Infográfico ilustrando o pseudogap.
[Imagem: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation]

Estruturas complexas de elétrons

Os resultados foram impressionantes: "As correlações magnéticas seguem um único padrão universal quando plotadas em função de uma escala de temperatura específica," explica Thomas Chalopin, do Instituto Max Planck de Óptica Quântica, na Alemanha. "E essa escala é comparável à temperatura da pseudolacuna, o ponto em que esse pseudogap emerge." Em outras palavras, o pseudogap está ligado aos sutis padrões magnéticos que se encontram sob o aparente caos.

O experimento também revelou que os elétrons nesse regime não interagem simplesmente em pares, os famosos pares de Cooper da teoria mais tradicional da supercondutividade. Em vez disso, os elétrons formam estruturas complexas de múltiplas partículas correlacionadas. Mesmo um único átomo dopante pode perturbar a ordem magnética em uma área surpreendentemente grande.

A equipe acredita que sua descoberta aproxima os cientistas da compreensão de como a supercondutividade de alta temperatura surge do comportamento coletivo de elétrons interagindo e "dançando". "Ao revelar a ordem magnética oculta na pseudolacuna, estamos descobrindo um dos mecanismos que podem estar relacionados à supercondutividade," disse Chalopin.

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