{"id":24890,"date":"2024-11-28T15:20:32","date_gmt":"2024-11-28T18:20:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=24890"},"modified":"2024-11-28T15:20:32","modified_gmt":"2024-11-28T18:20:32","slug":"fisicos-brasileiros-participam-de-pesquisa-que-abre-uma-nova-fronteira-na-investigacao-de-supersolidos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/fisicos-brasileiros-participam-de-pesquisa-que-abre-uma-nova-fronteira-na-investigacao-de-supersolidos\/","title":{"rendered":"F\u00edsicos brasileiros participam de pesquisa que abre uma nova fronteira na investiga\u00e7\u00e3o de supers\u00f3lidos"},"content":{"rendered":"\n

Se voc\u00ea gosta de arte, poder\u00e1 entender um pouco melhor uma pesquisa na fronteira da descoberta de novos materiais na chamada f\u00edsica da mat\u00e9ria condensada, um trabalho do qual participaram o brasileiro Vinicius Zampronio, \u00e0 \u00e9poca do estudo pesquisador p\u00f3s-doutor na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), e do cubano naturalizado brasileiro Alejandro Mendoza-Coto, professor da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).<\/p>\n\n\n\n

Em parceria com cientistas italianos eles descobriram um estado do tipo \u201csuper-quasicristal\u201d, um estado da mat\u00e9ria que une o conceito de supers\u00f3lido, algo que al\u00e9m de ser r\u00edgido tem caracter\u00edsticas de um superfluido, no qual os \u00e1tomos se movem sem atrito; e a de quasicristal, peculiaridade que foi descoberta pela primeira vez em 1984, quando o qu\u00edmico Dan Shechtman observou estruturas at\u00f4micas ordenadas mas que careciam de periodicidade espacial, algo que a ci\u00eancia acreditava ser imposs\u00edvel at\u00e9 ent\u00e3o.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"
Vinicius Zampronio (dir) e Alejandro Mendoza-Coto (esq.)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

\u201cSob o ponto de vista da ci\u00eancia b\u00e1sica, n\u00f3s n\u00e3o podemos neste caso fazer uso de um dos pilares da f\u00edsica do estado s\u00f3lido, que \u00e9 o teorema de Bloch, j\u00e1 que este depende da presen\u00e7a de periodicidade. Ent\u00e3o, a gente come\u00e7a a investigar como que \u00e9 a f\u00edsica desses estados ordenados, mas n\u00e3o peri\u00f3dicos, como que \u00e9 a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, quando um desses pilares da f\u00edsica do estado s\u00f3lido n\u00e3o existe mais\u201d, diz Zampronio, hoje na Universidade de Floren\u00e7a, na It\u00e1lia.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEstamos reportando a exist\u00eancia de novas fases da mat\u00e9ria. E isso sempre \u00e9 uma quest\u00e3o que, para n\u00f3s, F\u00edsicos que fazemos mat\u00e9ria condensada, tem uma import\u00e2ncia significativa considerando que um dos objetivos fundamentais da F\u00edsica hoje \u00e9 o controle sobre a mat\u00e9ria, ou seja, a gente conseguir produzir estados que a natureza provavelmente sozinha n\u00e3o produziria\u201d, completa Mendoza-Coto, em entrevista conjunta ao Boletim SBF<\/strong> a partir de Floren\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m de representar um avan\u00e7o na ci\u00eancia b\u00e1sica, o estudo pode contribuir para a evolu\u00e7\u00e3o, no futuro, da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica. Os resultados est\u00e3o no artigo \u201cExploring Quantum Phases of Dipolar Gases through Quasicrystalline Confinement<\/a>\u201d, publicado no dia 6 de novembro no peri\u00f3dico cient\u00edfico Physical Review Letters (PRL).<\/p>\n\n\n\n

Mas que hist\u00f3ria \u00e9 essa de super-quasicristal? Imagine uma obra de arte contempor\u00e2nea na qual o artista cria uma estrutura igual a de caixas de ovos feita de metal e vidro cujos vales para encaixar as gemas estejam dispostos de forma ordenada mas n\u00e3o peri\u00f3dica, formando mandalas esquisitas. A instala\u00e7\u00e3o poderia incluir ilumina\u00e7\u00e3o controlada, onde a luz interage de maneira n\u00e3o uniforme com as concavidades, projetando sombras e padr\u00f5es imprevis\u00edveis nas paredes ao redor. Sob as cavidades \u00fanicas, refletindo fragmentos imprevis\u00edveis de luz e sombra, os ovos ficariam suspensos em resina, parecendo flutuar.<\/p>\n\n\n\n

Os ovos, por assim dizer, seriam \u00e1tomos de dispr\u00f3sio (Dy), aqueles com propriedades magn\u00e9ticas mais fortes de toda a tabela peri\u00f3dica, cuja literatura j\u00e1 apresenta pesquisas sobre a forma\u00e7\u00e3o de supers\u00f3lidos. Ao contr\u00e1rio dos s\u00f3lidos comuns, que t\u00eam uma estrutura cristalina fixa, um supers\u00f3lido exibe simultaneamente propriedades de um s\u00f3lido e de um superfluido \u2014 uma fase da mat\u00e9ria onde o l\u00edquido flui sem atrito. Essa caracter\u00edstica inusitada desafia nossa intui\u00e7\u00e3o, pois combina rigidez com a capacidade de movimento perfeito em uma \u00fanica fase.<\/p>\n\n\n\n

J\u00e1 a caixa de ovo seria o quasicristal, que confinaria os \u00e1tomos em diferentes arranjos influenciados n\u00e3o apenas pelo seu magnetismo, mas tamb\u00e9m por um potencial externo: na realidade uma s\u00e9rie de lasers que criam uma armadilha \u00f3tica.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"
Ilustra\u00e7\u00e3o inspirada na met\u00e1fora de um superquasecristal.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

\u201cA luz se torna intensa em algumas \u00e1reas do espa\u00e7o e pouco intensa em outras, devido \u00e0 superposi\u00e7\u00e3o das ondas de luz. Essa superposi\u00e7\u00e3o cria interfer\u00eancia, e assim, nas \u00e1reas menos iluminadas, que s\u00e3o mais escuras, os \u00e1tomos tendem a se acumular, enquanto nas \u00e1reas mais iluminadas, eles s\u00e3o repelidos. Dessa forma, no espa\u00e7o, forma-se uma estrutura que lembra a disposi\u00e7\u00e3o de ovos em uma cartela, com cada \u00e1tomo \u2018encaixado\u2019 em seu pr\u00f3prio ponto preferido\u201d, explica Mendoza-Coto. \u201cA estrutura parece com aquelas mandalas, que a gente percebe que \u00e9 um desenho que tem uma certa ordem, mas ao mesmo tempo nunca se repete nenhum peda\u00e7o da estrutura.\u201d<\/p>\n\n\n\n

O estudo tamb\u00e9m identificou que, al\u00e9m da estrutura de super-quasicristal, fases de \u201cvidro de Bose\u201d tamb\u00e9m existem para esse sistema. Essa seria um estado da mat\u00e9ria onde os \u00e1tomos ficam presos em regi\u00f5es espec\u00edficas do potencial criado pela armadilha, como a armadilha n\u00e3o \u00e9 peri\u00f3dica, os \u00e1tomos nesta situa\u00e7\u00e3o n\u00e3o conseguem se organizar em uma estrutura cristalina normal. Esse estado \u00e9 particularmente interessante porque apesar de ser um estado onde n\u00e3o h\u00e1 superfluidez, globalmente falando, ela consegue existir em regi\u00f5es localizadas da estrutura aperi\u00f3dica da armadilha.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEm determinado momento, percebemos que a rede (a caixa de ovos) \u00e9 t\u00e3o forte que acaba localizando demais os \u00e1tomos nos s\u00edtios da rede e voc\u00ea perde essa coer\u00eancia de fase, perde a superfluidez global no sistema. Mas a gente v\u00ea que o sistema ainda \u00e9 compress\u00edvel. Ele ainda apresenta algumas \u2018piscinas\u2019 de superfluido, em estruturas do quasicristal que lembram aneis. Esse comportamento \u00e9 justamente uma das caracter\u00edsticas do estado de vidro de Bose, que a gente observa quando a rede \u00e9 suficientemente forte\u201d, explica Zampronio.<\/p>\n\n\n\n

O estudo \u00e9, por enquanto, te\u00f3rico. Mas os cientistas brasileiros afirmam que a experi\u00eancia \u00e9 fact\u00edvel, o que seria um dos motivos pelos quais a PRL aceitou a publica\u00e7\u00e3o do artigo. \u201c\u00c9 realmente fact\u00edvel come\u00e7ar a fazer esse tipo de experimento com a tecnologia que a gente tem hoje\u201d, afirma Mendoza-Coto.<\/p>\n\n\n\n

A pesquisa tem implica\u00e7\u00f5es profundas para o estudo dos sistemas qu\u00e2nticos com intera\u00e7\u00f5es de longo alcance. Com o uso de \u00e1tomos de dispr\u00f3sio (Dy) e redes \u00f3pticas quase cristalinas, os pesquisadores demonstraram que \u00e9 poss\u00edvel criar e estudar fases da mat\u00e9ria nunca antes observadas em laborat\u00f3rio. Esse trabalho abre caminho para investiga\u00e7\u00f5es futuras sobre como ambientes aperi\u00f3dicos influenciam estados qu\u00e2nticos complexos e como isso pode ser usado em tecnologias emergentes, como computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica e novos materiais com propriedades \u00fanicas.<\/p>\n\n\n\n

(Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Se voc\u00ea gosta de arte, poder\u00e1 entender um pouco melhor uma pesquisa na fronteira da descoberta de novos materiais na chamada f\u00edsica da mat\u00e9ria condensada, um trabalho do qual participaram o brasileiro Vinicius Zampronio, \u00e0 \u00e9poca do estudo pesquisador p\u00f3s-doutor na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), e do cubano naturalizado brasileiro Alejandro […]<\/p>\n","protected":false},"author":12,"featured_media":24893,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[124],"tags":[893,895,891,892,894,294,890],"class_list":["post-24890","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-destaque-em-fisica","tag-alejandro-mendoza-coto","tag-exploring-quantum-phases-of-dipolar-gases-through-quasicrystalline-confinement","tag-super-quasicristal","tag-supersolidos","tag-ufrn","tag-ufsc","tag-vinicius-zampronio"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24890","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/users\/12"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=24890"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24890\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24894,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24890\/revisions\/24894"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media\/24893"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24890"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24890"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24890"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}