Em termos cl\u00e1ssicos, \u00e9 muito f\u00e1cil entender mudan\u00e7as de fase, como as que acontecem a um material na transi\u00e7\u00e3o entre os estados s\u00f3lido, l\u00edquido e gasoso. Mas o que significa uma transi\u00e7\u00e3o de fase em termos qu\u00e2nticos? Compreender mudan\u00e7as de fase qu\u00e2nticas \u00e9 ainda hoje um desafio, e uma das ferramentas que podem servir bem a esse prop\u00f3sito \u00e9 a an\u00e1lise de espa\u00e7os m\u00e9tricos.<\/p>\n\n\n\n
Essa \u00e9 a base de um artigo publicado em 26 de julho no \u201cBrazilian Journal of Physics\u201d, publica\u00e7\u00e3o da Sociedade Brasileira de F\u00edsica. De autoria de Vivian V. Fran\u00e7a, do Instituto de Qu\u00edmica da UNESP (Universidade Estadual Paulista) em Araraquara (SP), com T. de Picoli e I. D’Amico, do Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos da USP (Universidade de S\u00e3o Paulo), o trabalho usa a abordagem de espa\u00e7os m\u00e9tricos para estudar transi\u00e7\u00f5es de fase em sistemas em que h\u00e1 popula\u00e7\u00e3o desbalanceada de spins.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
“Espa\u00e7os m\u00e9tricos s\u00e3o caracterizados por dist\u00e2ncias entre pares de elementos”, explica Fran\u00e7a. “M\u00e9tricas podem distinguir estados qu\u00e2nticos ao quantificar a semelhan\u00e7a entre estados. Assim, dist\u00e2ncias entre estados qu\u00e2nticos t\u00eam o potencial de indicar se os estados pertencem a fases distintas e, portanto, poderiam ser usadas para detectar transi\u00e7\u00f5es de fase qu\u00e2nticas. O desafio neste caso est\u00e1 em construir apropriadamente a m\u00e9trica e escolher o sistema de refer\u00eancia capaz de apontar a transi\u00e7\u00e3o em rela\u00e7\u00e3o ao par\u00e2metro que a desencadeia. O recente trabalho no BJP \u00e9 um primeiro passo nesse sentido.”<\/p>\n\n\n\n
O artigo se concentrou em particular na chamada fase FFLO (Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov), tamb\u00e9m chamada de superfluido heterog\u00eaneo ou ex\u00f3tico. Ela \u00e9 caracterizada pela ex\u00f3tica coexist\u00eancia de superfluidez e magnetismo na mesma amostra, um par de propriedades relevantes n\u00e3o s\u00f3 para pesquisa b\u00e1sica, mas para aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n
“Em nanomateriais a fase FFLO \u00e9 esperada emergir em sistemas com popula\u00e7\u00e3o desbalanceada de spin, tal que haja um campo magn\u00e9tico interno devido \u00e0 polariza\u00e7\u00e3o”, explica Fran\u00e7a. “Experimentalmente, embora experimentos estado-da-arte tenham sido realizados em \u00e1tomos frios, h\u00e1 apenas evid\u00eancias alusivas deste supercondutor ex\u00f3tico. Do ponto de vista te\u00f3rico, em contraste com superfluidos convencionais \u2014 cuja descri\u00e7\u00e3o microsc\u00f3pica \u00e9 bem conhecida, pela teoria de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) \u2014 existem v\u00e1rias caracter\u00edsticas da superfluidez ex\u00f3tica ainda em debate na literatura. Um exemplo \u00e9 justamente quanto \u00e0s transi\u00e7\u00f5es de fase qu\u00e2nticas presentes nestes sistemas: em que regimes de par\u00e2metros ocorrem, qual a natureza das transi\u00e7\u00f5es e como confinamento harm\u00f4nico, presente em experimentos de \u00e1tomos frios, afetam o sistema. Assim, a an\u00e1lise via espa\u00e7os m\u00e9tricos \u00e9 uma ferramenta poderosa que permite investigar quest\u00f5es importantes de superfluidos ex\u00f3ticos.”<\/p>\n\n\n\n
O trabalho consiste nos primeiros passos no uso de espa\u00e7os m\u00e9tricos para a detec\u00e7\u00e3o de transi\u00e7\u00f5es de fase qu\u00e2nticas. “Em particular para os sistemas com popula\u00e7\u00e3o desbalanceada de spin, mostramos que nossas dist\u00e2ncias conseguem distinguir as transi\u00e7\u00f5es presentes, o que n\u00e3o foi poss\u00edvel usando por exemplo emaranhamento qu\u00e2ntico, conhecido por ser uma ferramenta para detec\u00e7\u00e3o de tais transi\u00e7\u00f5es.”<\/p>\n\n\n\n