Eltrons podem ter natureza dupla, constitudos por duas partculas

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 24/05/2021

Separao spin-carga

Fsicos afirmam ter colhido as primeiras evidncias experimentais da validade de uma teoria estabelecida em 1973 por Philip Anderson, ganhador do Prmio Nobel, que foi o primeiro a prever a existncia de um estado da matria em que a eletricidade e o magnetismo se separam.

Segundo essa teoria, um eltron pode se comportar como se fosse feito de duas partculas: Uma partcula que carrega sua carga negativa e outra que lhe d uma propriedade semelhante a um m, o chamado spin. Quando as duas se separam, origina-se o que hoje conhecido como “lquido de spin”.

Em todos os materiais, o spin de um eltron pode apontar para cima ou para baixo. Nos ms, todos os spins apontam uniformemente em uma direo em toda a amostra. Nos lquidos de spin, contudo, os spins esto constantemente mudando de forma totalmente coordenada, em uma verdadeira coreografia, o que significa que este um dos estados qunticos mais emaranhados – ou entrelaados – j concebidos, o que de grande interesse para a computao quntica e para a spintrnica.

H muito tempo se procura por essa separao spin-carga porque ela mostraria uma nova conexo entre eletricidade e magnetismo, mas at agora os experimentos no tinham sido conclusivos.

Spinons

A equipe procurou por sinais da separao carga-spin em um cristal de rutnio e cloro. Em temperaturas uma frao de Kelvin acima do zero absoluto, e na presena de um forte campo magntico, os cristais de cloreto de rutnio entraram no estado lquido de spin.

Para o experimento, Peter Czajka e Tong Gao, da Universidade Princeton, nos EUA, conectaram trs termmetros altamente sensveis ao cristal (foto acima), ligaram o campo magntico e ento aqueceram ligeiramente a amostra, para medir sua condutividade trmica.

Os dados mostraram um claro padro oscilatrio, o que a equipe interpreta como sendo a evidncia da presena da separao spin-carga, que os fsicos chamam de spinon, o sinal de que o eltron composto de duas partculas, uma responsvel pela carga eltrica e outra pelo magnetismo, conforme as predies de Anderson.

“As pessoas vm procurando por essa assinatura h quatro dcadas. Se esta descoberta e a interpretao do spinon forem validadas, isso avanar significativamente o campo dos lquidos qunticos de spin,” disse o professor Nai Ong.

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