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A teoria física da supercondutividade é questionada

20.11.2019

Cientistas da Universidade de Stanford descobriram um fenômeno em metais supercondutores que ainda não foi explicado. Questiona a teoria física atual da supercondutividade e requer computadores quânticos para descrevê-la.

Os pesquisadores estudaram a fase de transição no supercondutor Bi-2212 (Bi2Sr2CaCu2O8+x) usando espectroscopia fotoelétron de resolução angular (ARPES). A luz ultravioleta intensa expulsa os elétrons da amostra, e o comportamento dos elétrons no metal é determinado pela energia e velocidade das partículas.

A supercondutividade é causada por elétrons que, abaixo de uma certa temperatura crítica, formam pares de Cooper e podem passar pelo cristal sem impedimentos. Acima desse limite, uma fase "estranha" aparece em supercondutores de alta temperatura, em que os elétrons não se comportam como partículas independentes, como nos metais comuns, mas parecem se reunir em coletivos.

Além da temperatura, o grau de dopagem, ou seja, a presença de impurezas no metal, afeta a transição de fase. A uma temperatura relativamente alta, a transição entre o metal normal e o "estranho" ocorre com um teor de impurezas de 19-20 por cento. Os pesquisadores mostraram que, neste caso, a distribuição da energia dos elétrons muda abruptamente. Se a temperatura for reduzida para a fase supercondutora, o salto será suavizado e as propriedades começarão a mudar gradualmente.

De acordo com um princípio físico chamado transição de fase quântica, isso não deveria acontecer: um caráter de salto também deveria ocorrer em baixas temperaturas. Segundo os cientistas, o fenômeno pode ser explicado pelo emaranhamento quântico, e o comportamento das partículas só pode ser satisfatoriamente descrito usando um computador quântico.

Supercondutores são materiais que conduzem eletricidade com resistência zero. Este fenômeno foi descoberto pela primeira vez em temperaturas muito baixas (alguns graus acima do zero absoluto), mas depois a supercondutividade foi alcançada em temperaturas mais altas (92 kelvin).

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NEO-1 não é uma máquina de mineração. Seu peso é de apenas 30 quilos e sua principal tarefa será o reconhecimento espacial. No entanto, a próxima sonda, que está programada para ser lançada em alguns anos, provavelmente já será uma mineradora espacial completa. A sonda robótica NEO-1 está planejada para ser lançada em uma órbita síncrona com o Sol, a uma altitude de cerca de 500 quilômetros acima da superfície da Terra. Seu alvo serão asteróides.

“O desafio é dominar todos os aspectos da caça a objetos no espaço pequeno: aprender a detectar asteroides, realizar manobras de ancoragem, gerenciar grupos de naves interceptadoras”, disse Yu Tianhong, cofundador da Origin Space.

O lançamento do dispositivo como segunda carga útil será realizado usando um veículo lançador chinês da série Long March ("Long March"). A China também planeja lançar o telescópio espacial Yuanwang-2021 em 1. Na verdade, ele se tornará um concorrente do NEO-1. Foi apelidado de "Little Hubble" porque uma de suas missões será procurar asteróides que possam representar uma ameaça à Terra e serem fontes potenciais de recursos valiosos.

No final de 2021 ou início de 2022, a empresa vai lançar a sonda robótica NEO-2. Ele está atualmente em desenvolvimento, então os detalhes dele ainda não são conhecidos. No entanto, a empresa indica que a próxima missão está planejada para pousar na superfície da lua.

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