Grafeno rompe lei fundamental da física ao comportar-se como fluido quântico perfeito

Pesquisadores do Departamento de Física do Indian Institute of Science (IISc), em colaboração com o Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão, observaram estado quântico inédito em grafeno no qual elétrons fluem como fluido quase sem fricção, desafiando diretamente o que enuncia a lei de Wiedemann-Franz. Segundo estudo publicado na Nature Physics e relatado pelo ScienceDaily, condutividade elétrica e térmica na grafeno ultraclean divergem dramaticamente: enquanto a elétrica aumenta, a térmica cai, contrariando o previsto pela lei tradicional.

Essa violação ultrapassa em mais de duzentas vezes o valor que a teoria esperava em metais em temperaturas muito baixas, no ponto crítico conhecido como Dirac point, quando grafeno deixa de ser condutor ou isolante. Nesse ponto, elétrons deixam de agir como partículas individuais e passam a mover-se coletivamente, formando um “fluido de Dirac” com viscosidade extremamente baixa — uma das aproximações mais próximas de um fluido perfeito já registradas em laboratório.

A descoberta tem importância não apenas para a física teórica, mas oferece aplicabilidade promissora. O fluido de Dirac pode servir para fabricar sensores quânticos capazes de amplificar sinais elétricos fracos ou detectar campos magnéticos muito tênues, além de criar plataforma acessível para testar teorias de física de partículas, termodinâmica de buracos negros e entropia quântica.