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Ok, eu preciso que você visualize isso comigo.
Você tem um material que foi resfriado até se tornar um supercondutor — o que significa que a eletricidade flui através dele como água por um cano, com literalmente zero de resistência. Ele está fazendo o seu trabalho, conduzindo perfeitamente, e então você o aquece apenas um pouquinho. A supercondutividade desaparece.
Mas é aqui que as coisas ficam estranhas.
Cientistas da Universidade de Illinois acabaram de encontrar evidências de que algo permanece. Algo deixado para trás. Não a supercondutividade em si, mas o que eu só posso descrever como sua impressão digital fantasmagórica.
Eles chamam isso de onda de densidade de pares — e não, não é um termo de surfe.
O que está acontecendo de fato aqui?
Deixe-me explicar isso da maneira mais simples possível.
Em um supercondutor normal, os elétrons ficam aconchegados e se emparelham. Esses pares são chamados de pares de Cooper (nomeados em homenagem ao físico Leon Cooper). Quando todos esses pares se condensam no mesmo estado quântico, você obtém aquele fluxo mágico de resistência zero que chamamos de supercondutividade.
Normalmente, esses pares se espalham uniformemente por todo o material. Pense nisso como uma névoa de pares de elétrons distribuída uniformemente, todos fazendo o que devem fazer juntos.
Mas em certos supercondututores "não convencionais" — e o ditelureto de urânio é um deles — algo mais estranho acontece. Os pares de Cooper começam a se organizar em padrões. Como ondulações em um lago, mas feitas de elétrons. Isso é a onda de densidade de pares.
Aqui está a parte verdadeiramente bizarra: os pesquisadores descobriram que esses padrões persistem mesmo depois que o material perde sua supercondutividade.
A Analogia do Gato de Cheshire
O físico Eduardo Fradkin descreve isso como "o sorriso do Gato de Cheshire da supercondutividade". Você se lembra daquela cena de Alice no País das Maravilhas — o gato desaparece, mas seu sorriso permanece flutuando entre as árvores?
É exatamente isso que está acontecendo aqui.
A supercondutividade desaparece quando você aquece o material além de sua temperatura crítica, mas os padrões de elétrons emparelhados não desaparecem imediatamente. Eles permanecem por um tempo, como um eco.
"Para supercondutores convencionais, os pares de Cooper se formam quando a transição de fase completa ocorre", explicou Fradkin. "Mas neste sistema, sua observação em PDWs acima do ponto de transição mostra que eles são formados antecipadamente em um estado diferente."
Isso foi, na verdade, previsto há cerca de 20 anos, mas ninguém tinha uma prova experimental convincente até agora. O avanço veio do cultivo de amostras de ditelureto de urânio de maior qualidade, o que permitiu aos pesquisadores ver assinaturas espectrais que responderam exatamente como a teoria previa.
Por que você deve se importar?
Uma pergunta justa. A maioria de nós não é física, e não passamos nossas terças-feiras pensando em mecanismos de emparelhamento de elétrons.
Mas aqui está o ponto: a supercondutividade é um dos fenômenos quânticos mais importantes na prática que conhecemos. Máquinas de ressonância magnética, aceleradores de partículas, computadores quânticos — tudo isso depende da nossa compreensão de como os elétrons se comportam em baixas temperaturas.
Quanto mais entendermos sobre supercondutores não convencionais, mais perto estaremos de potencialmente descobrir ou projetar materiais que supercondutam em temperaturas mais altas. (Os supercondutores atuais precisam de um resfriamento extremo, o que é caro e impraticável para muitas aplicações.)
Além disso, honestamente? O universo é simplesmente incrível. Encontrar evidências de algo que se comporta como o fantasma de uma fase da matéria — esse é o tipo de descoberta que nos lembra o quanto ainda não sabemos.
Os pesquisadores até mostraram que esses padrões persistentes respondem tanto à temperatura quanto aos campos magnéticos exatamente como a teoria previa. Isso é algo importante porque as ondas de densidade de pares são notoriamente difíceis de identificar. Elas podem parecer supercondutividade em alguns experimentos e algo totalmente diferente em outros.
Esta nova evidência está o mais próximo de uma confirmação que a ciência consegue chegar.
O Resumo da Ópera
Agora temos evidências diretas de que os pares de Cooper podem formar padrões antes que a supercondutividade se estabeleça totalmente, e que esses padrões podem sobreviver depois que a própria supercondutividade se foi.
Não é exatamente mágica. Mas é o mais próximo que a física chega disso.