A maravilha natural da supercondutividade não convencional
Uma descoberta inovadora foi feita por pesquisadores do Laboratório Nacional Ames, ao identificarem com sucesso a instância inicial de um supercondutor pouco ortodoxo que possui uma composição composicional natural. Esta conquista notável marca um marco significativo no campo, já que a miassita está entre os quatro minerais conhecidos que demonstram propriedades supercondutoras sob condições controladas de laboratório.
Os pesquisadores, cujo estudo foi publicado na revista Communications Materials, descobriram que a miaxinita possui características análogas às dos supercondutores de alta temperatura.
Supercondutividade refere-se a materiais que apresentam propriedade de resistência elétrica zero, o que significa que permitem o fluxo desimpedido de corrente elétrica sem gerar qualquer perda de calor ou energia. Ao contrário dos condutores convencionais, os supercondutores possuem esta característica notável devido ao seu arranjo atômico único e comportamento eletrônico.
A supercondutividade exibe outra propriedade notável conhecida como Efeito Meissner, que serve de base para a levitação magnética. Consequentemente, estes materiais são capazes de se suspender acima de uma superfície magnética quando emparelhados com um íman externo gerando um campo magnético. A razão por trás deste fenómeno notável reside no facto de os supercondutores expelirem quaisquer campos magnéticos presentes na sua vizinhança, resultando na formação de um campo de força repelente “perfeitamente em forma de diamante”.
A supercondutividade apresenta uma infinidade de aplicações potenciais em vários campos, incluindo a redução da perda de energia em sistemas de transmissão de energia através da eliminação da resistência elétrica, resultando em uma economia estimada de até 200 milhões de MWh. Além disso, pode melhorar o desempenho de trens de levitação magnética de alta velocidade, avançar no desenvolvimento de chips lógicos e de memória de ponta, bem como facilitar a realização da fusão nuclear através da utilização de reatores tokamak. Além disso, a supercondutividade tem a capacidade de revolucionar os procedimentos de diagnóstico por imagem e digitalização no setor de saúde.
Os supercondutores convencionais possuem temperaturas críticas relativamente baixas, que se referem à temperatura máxima na qual podem exibir comportamento supercondutor sob condições específicas de pressão. No entanto, a aspiração é descobrir um material supercondutor que opere em temperaturas mais altas, incluindo a temperatura ambiente, e necessite de pressurização externa mínima para sua funcionalidade.
Foi desenvolvido um supercondutor inovador, capaz de funcionar sob temperaturas elevadas e pressões reduzidas, levantando questões sobre se isto marca uma mudança significativa no campo.
Na década de 1980, os pesquisadores fizeram a notável descoberta de supercondutores não convencionais, muitos dos quais exibem temperaturas críticas significativamente elevadas quando comparados aos seus equivalentes convencionais. No entanto, esta emergência limitou-se a materiais sintetizados em ambientes laboratoriais controlados, levando alguns a questionar se a supercondutividade não convencional poderia ou não ocorrer naturalmente.
A miaxisita, que foi descoberta nas proximidades do rio Miass, na região do Oblast de Chelyabinsk, na Rússia, por Paul Canfield, um estimado pesquisador que sintetizou com sucesso cristais de alta qualidade da substância para o propósito deste estudo, é um mineral comparativamente incomum que normalmente falha desenvolver-se na forma de cristais bem definidos.
Para determinar a natureza não convencional da supercondutividade da miassita, foram realizados três testes distintos, como o experimento “Profundidade de penetração em Londres”, que mede a resposta da substância a um campo magnético fraco. Além disso, imperfeições deliberadas foram introduzidas no material para determinar como elas influenciam sua temperatura de transição para se tornar um supercondutor.
No domínio da supercondutividade não convencional, a sensibilidade à ruptura é notavelmente pronunciada, mesmo com aberrações menores precipitando modificações substanciais ou supressão completa da temperatura limite crítica. Além disso, tais perturbações também exercem influência considerável na intensidade crítica do campo magnético exibida pelo material. Notavelmente, nossos esforços investigativos dentro de misturas de compostos xy revelaram um alinhamento consistente com os padrões de comportamento previstos tipicamente observados em sistemas supercondutores não convencionais, em que tanto a temperatura limite crítica quanto os valores críticos correspondentes do campo magnético exibem flutuações proporcionais em resposta à perturbação.
A presente investigação aumenta a compreensão dos pesquisadores sobre o mecanismo de funcionamento dos supercondutores não ortodoxos e tem o potencial de revelar novos avanços no domínio da física, ao mesmo tempo que abre novos caminhos para aplicações de tecnologias supercondutoras.
A elucidação dos princípios fundamentais que regem a supercondutividade não convencional é essencial para a implementação prática de tecnologias supercondutoras", afirmou o Dr. Ruslan Prozorov, pesquisador afiliado ao Laboratório Nacional Ames.
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