Cientistas revolucionam estudo de supercondutores com lentes de Lenz

Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo cientistas do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), na Alemanha, conseguiu um avanço notável no estudo de supercondutores de alta temperatura. Pela primeira vez, eles analisaram super-hidretos de lantânio sob pressões extremas utilizando a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR), conforme detalhado em publicação na revista Advanced Science.

Supercondutores são materiais que perdem completamente a resistência elétrica ao serem resfriados abaixo de uma temperatura crítica específica, possibilitando a transmissão de energia sem perdas. A maioria dos supercondutores convencionais opera em temperaturas muito baixas, geralmente abaixo de 30 Kelvin (cerca de -243 graus Celsius), e a pesquisa busca materiais que funcionem em condições mais próximas da temperatura ambiente.

Os super-hidretos, compostos ricos em hidrogênio combinados com metais como o lantânio, destacam-se por exibir propriedades eletrônicas excepcionais sob pressões extremas, comparáveis às do interior de planetas. Esses materiais detêm o recorde de temperatura crítica mais alta para a transição supercondutora, aproximando-se de valores viáveis para aplicações práticas.

Para alcançar tais condições, os cientistas comprimem amostras em células de bigorna de diamante, gerando pressões que ultrapassam um milhão de atmosferas. O desafio reside no tamanho minúsculo das amostras, menores que o diâmetro de um fio de cabelo humano, o que dificulta medições precisas.

A solução veio com o uso de lentes de Lenz, microestruturas condutoras em forma de anéis que amplificam os campos de alta frequência necessários para a espectroscopia NMR. Essa tecnologia permitiu, pela primeira vez, obter dados detalhados sobre as propriedades atômicas dos super-hidretos em ambientes de extrema pressão, conforme explicou o Dr. Florian Bärtl, do Laboratório de Altos Campos Magnéticos de Dresden.

Os pesquisadores também integraram medições de resistência elétrica com testes em campos magnéticos pulsados no HZDR. Esses campos intensos servem como teste rigoroso, revelando os limites de estabilidade do estado supercondutor dos materiais analisados.

O trabalho foi conduzido em parceria com especialistas do Centro para Pesquisa Avançada em Ciência e Tecnologia de Alta Pressão (HPSTAR), em Pequim, na China. O Dr. Dmitrii Semenok, um dos líderes do projeto, destacou a relevância da colaboração com o HZDR, que forneceu infraestrutura avançada e conhecimento técnico em instrumentação de alta frequência.

Essa abordagem combinada proporcionou uma compreensão mais profunda dos mecanismos que governam a supercondutividade em compostos ricos em hidrogênio. Os cientistas acreditam que esses avanços podem acelerar o desenvolvimento de tecnologias que utilizem energia de forma mais eficiente.

Os resultados abrem caminho para explorar novos materiais supercondutores que operem em temperaturas mais acessíveis, reduzindo a dependência de sistemas de resfriamento complexos. Mais detalhes estão disponíveis no artigo publicado pelo portal da revista Advanced Science.

A pesquisa reforça a importância de colaborações internacionais na ciência dos materiais, unindo expertises de diferentes centros de pesquisa pelo mundo. Com isso, o campo da supercondutividade dá passos concretos rumo a inovações que podem transformar setores como energia e transporte.

Com informações de PHYS.

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