{"id":19716,"date":"2022-09-22T10:10:07","date_gmt":"2022-09-22T13:10:07","guid":{"rendered":"https:\/\/sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=19716"},"modified":"2022-09-22T13:45:41","modified_gmt":"2022-09-22T16:45:41","slug":"estudo-analisa-semelhancas-entre-transicoes-hall-quanticas-e-a-turbulencia-de-fluidos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/estudo-analisa-semelhancas-entre-transicoes-hall-quanticas-e-a-turbulencia-de-fluidos\/","title":{"rendered":"Estudo analisa semelhan\u00e7as entre transi\u00e7\u00f5es Hall qu\u00e2nticas e a turbul\u00eancia de fluidos"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"has-small-font-size\"><em>Imagem: Densidade de estados da amostra, os estados eletr\u00f4nicos do material se concentram na borda da barra nos plat\u00f4s Hall (primeiro e \u00faltimo caso), formando padr\u00f5es complexos dentro da barra durante a transi\u00e7\u00e3o entre eles (segundo e terceiro). Cr\u00e9dito: \u00a9 2022 American Physical Society<\/em><\/p>\n\n\n\n<p><em>Igor Zolnerkevic<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>Em um estudo publicado em junho na revista <em>Physical Review Letters<\/em>, uma equipe de f\u00edsicos brasileiros apresenta uma an\u00e1lise in\u00e9dita de um fen\u00f4meno que ainda desafia explica\u00e7\u00f5es: as flutua\u00e7\u00f5es da condut\u00e2ncia de uma amostra de material durante uma transi\u00e7\u00e3o Hall qu\u00e2ntica.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;O trabalho usa uma nova metodologia para estudar um problema bem conhecido, mas que desafiava um entendimento te\u00f3rico melhor&#8221;, afirma Giovani Vasconcelos, professor da Universidade Federal do Paran\u00e1 (UFPR) e um dos autores do estudo, junto com colegas da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) e da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE).<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-rich is-provider-incorporar-manipulador wp-block-embed-incorporar-manipulador wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe title=\"[Destaque em F\u00edsica] Estudo analisa semelhan\u00e7as entre transi\u00e7\u00f5es Hall qu\u00e2nticas e a turbul\u00eancia ...\" width=\"900\" height=\"506\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/FZrEcRCcpUE?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture\" allowfullscreen src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" class=\"lazyload\" data-load-mode=\"1\"><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>A hist\u00f3ria do efeito Hall come\u00e7a em 1879, quando o f\u00edsico Edwin Hall descobriu que, ao aplicar um campo magn\u00e9tico em um material conduzindo uma corrente el\u00e9trica, uma voltagem proporcional \u00e0 intensidade do campo surge ao longo da dire\u00e7\u00e3o perpendicular \u00e0 corrente que flui no material. A raz\u00e3o entre essa voltagem transversal e a corrente \u00e9 chamada de resist\u00eancia Hall. Em 1980, uma equipe liderada pelo f\u00edsico Klaus von Klitzing realizou experimentos com materiais semicondutores bidimensionais em temperaturas pr\u00f3ximas do zero absoluto (-273oC), observando nessas condi\u00e7\u00f5es que a resist\u00eancia Hall gerada por um campo magn\u00e9tico \u00e9 quantizada, isto \u00e9, varia de maneira descont\u00ednua, em uma s\u00e9rie de plat\u00f4s dados por um valor fixo (quantum de resist\u00eancia) dividido por um n\u00famero inteiro. Desde ent\u00e3o, os experimentos observam que, ao longo da transi\u00e7\u00e3o entre dois plat\u00f4s do efeito Hall qu\u00e2ntico inteiro na presen\u00e7a de um campo magn\u00e9tico intenso, a resist\u00eancia Hall do material apresenta flutua\u00e7\u00f5es dif\u00edceis de serem caracterizadas.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Com a an\u00e1lise num\u00e9rica cuidadosa de um modelo microsc\u00f3pico, mostramos que essas flutua\u00e7\u00f5es apresentam uma estrutura hier\u00e1rquica multifractal, muito similar \u00e0 que ocorre na descri\u00e7\u00e3o estat\u00edstica de Kolmogorov para a turbul\u00eancia em fluidos&#8221;, explica Ant\u00f4nio Macedo, professor da UFPE. &#8220;A principal inova\u00e7\u00e3o de nosso trabalho foi o uso combinado de ferramentas matem\u00e1ticas, normalmente usadas na descri\u00e7\u00e3o de fen\u00f4menos complexos, como a turbul\u00eancia em fluidos e as s\u00e9ries temporais de pre\u00e7os de a\u00e7\u00f5es no mercado financeiro.&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Constatamos que, em um plat\u00f4 Hall, a densidade dos estados dos el\u00e9trons em nosso modelo se concentra na borda da amostra&#8221;, explica o primeiro autor do estudo, Anderson Luiz da Rocha e Barbosa, professor da UFRPE. &#8220;Por outro lado, na transi\u00e7\u00e3o entre plat\u00f4s, a densidade se estende para o interior da amostra, formando padr\u00f5es espaciais complexos, com escalas m\u00faltiplas de comprimento.&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p>Como explica outro autor do artigo, Nathan Pessoa, doutor da UFRPE, a analogia com a turbul\u00eancia em fluidos, motivada pela observa\u00e7\u00e3o de um comportamento multifractal das flutua\u00e7\u00f5es da condut\u00e2ncia Hall, levou a equipe a analisar as flutua\u00e7\u00f5es com a &#8220;teoria H&#8221;, uma metodologia desenvolvida por Vasconcelos e seus colegas em estudos anteriores. As an\u00e1lises identificaram uma \u201ccascata\u201d hier\u00e1rquica na transi\u00e7\u00e3o Hall, compar\u00e1vel \u00e0 cascata de energia na turbul\u00eancia de fluidos, em que a energia passa de redemoinhos maiores para redemoinhos sucessivamente menores.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;O problema permanece em aberto, na medida em que estudos adicionais s\u00e3o necess\u00e1rios para uma caracteriza\u00e7\u00e3o mais completa das origens qu\u00e2nticas da complexa din\u00e2mica hier\u00e1rquica que nosso trabalho identificou&#8221;, diz Vasconcelos. &#8220;Numa perspectiva mais geral, acreditamos que a abordagem da teoria H possa contribuir para a compreens\u00e3o de outros fen\u00f4menos de flutua\u00e7\u00e3o em sistemas da mat\u00e9ria condensada.&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p>O trabalho foi realizado com apoio financeiro do CNPq, da CAPES e da FACEPE.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Artigo cient\u00edfico<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><em>Turbulence Hierarchy and Multifractality in the Integer Quantum Hall Transition<\/em> Anderson L. R. Barbosa, Tiago H. V. de Lima, Iv\u00e1n R. R. Gonz\u00e1lez, Nathan L. Pessoa, Ant\u00f4nio M. S. Mac\u00eado, e Giovani L. Vasconcelos<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1103\/PhysRevLett.128.236803\">Phys. Rev. Lett. 128, 236803 \u2013 10 junho de 2022<\/a><br><a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2203.10082\">ArXiv:2203.10082<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Imagem: Densidade de estados da amostra, os estados eletr\u00f4nicos do material se concentram na borda da barra nos plat\u00f4s Hall (primeiro e \u00faltimo caso), formando padr\u00f5es complexos dentro da barra durante a transi\u00e7\u00e3o entre eles (segundo e terceiro). 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