Há alguns anos, os pesquisadores decidiram colocar um metal supercondutor chamado rutenato de estrôncio na mira. Sua estrutura é semelhante à de um aula misteriosa de supercondutores “cuprato” à base de cobre, mas pode ser fabricado de uma forma mais pura. Embora a equipe não tenha aprendido os segredos dos cupratos, o material respondeu de uma forma que Ali Husain, que aprimorou a técnica como parte de seu doutorado, não entendeu.
Husain descobriu que os elétrons que ricocheteavam tinham sua energia e seu momento minados, o que indicava que eles estavam desencadeando ondulações que drenavam energia no rutenato de estrôncio. Mas as ondas desafiaram as suas expectativas: moveram-se 100 vezes demasiado rápido para serem ondas sonoras (que ondulam através dos núcleos atómicos) e 1.000 vezes demasiado lentamente para serem ondas de carga que se espalham pela superfície plana do metal. Eles também tinham energia extremamente baixa.
“Achei que devia ser um artefato”, disse Husain. Então ele colocou outras amostras, tentou outras tensões e até pediu que pessoas diferentes fizessem as medições.
Ali Husain desenvolveu uma maneira de medir com precisão as energias e os caminhos dos elétrons que ricocheteiam; essas observações revelaram modos demoníacos no rutenato de estrôncio.Fotografia: Matteo Mitrano
As vibrações não identificadas permaneceram. Depois de fazer as contas, o grupo percebeu que as energias e os impulsos das ondulações se ajustavam perfeitamente à teoria de Pines. O grupo sabia que no rutenato de estrôncio os elétrons viajam de átomo em átomo usando um dos três canais distintos. A equipe concluiu que em dois desses canais, os elétrons estavam sincronizados para neutralizar o movimento um do outro, desempenhando o papel dos elétrons “pesados” e “leves” na análise original de Pines. Eles encontraram um metal com a capacidade de hospedar o demônio de Pines.
“É estável em rutenato de estrôncio”, disse Abbamonte. “Está sempre lá.”
As ondulações não correspondem perfeitamente aos cálculos de Pines. E Abbamonte e os seus colegas não podem garantir que não estejam a ver uma vibração diferente e mais complicada. Mas, no geral, dizem outros pesquisadores, o grupo apresenta fortes argumentos de que o demônio de Pines foi capturado.
“Eles fizeram todas as verificações de boa fé que podiam”, disse Sankar Das Sarmaum teórico da matéria condensada da Universidade de Maryland que fez trabalho pioneiro nas vibrações demoníacas.
Demônios Libertados
Agora que os pesquisadores suspeitam que o demônio existe em metais reais, alguns não podem deixar de se perguntar se os movimentos imóveis têm algum efeito no mundo real. “Eles não deveriam ser raros e podem fazer coisas”, disse Abbamonte.
Por exemplo, ondas sonoras ondulando através de redes metálicas ligam os elétrons de uma forma que leva à supercondutividade e, em 1981, um grupo de físicos sugeriu que vibrações demoníacas poderia evocar a supercondutividade de maneira semelhante. O grupo de Abbamonte escolheu originalmente o rutenato de estrôncio por sua supercondutividade pouco ortodoxa. Talvez o demônio pudesse estar envolvido.
“Se o demônio desempenha um papel ou não, ainda não se sabe”, disse Kogar, “mas é outra partícula no jogo”. (Os físicos muitas vezes pensam em ondas com certas propriedades como partículas.)
Mas a principal novidade da pesquisa está em detectar o tão esperado efeito metálico. Para os teóricos da matéria condensada, a descoberta é uma conclusão satisfatória para uma história de 70 anos.
“É um pós-escrito interessante para o início da história do gás de elétrons”, disse Coleman.
E para Husain, que se formou em 2020 e agora trabalha na empresa Quantinuum, a pesquisa sugere que os metais e outros materiais estão repletos de vibrações estranhas que os físicos não têm instrumentação para entender.
“Eles estão apenas sentados lá”, disse ele, “esperando para serem descobertos”.
História original reimpresso com permissão de Revista Quanta, uma publicação editorialmente independente do Fundação Simons cuja missão é melhorar a compreensão pública da ciência, cobrindo desenvolvimentos e tendências de pesquisa em matemática e ciências físicas e biológicas.
