Metais estranhos. Novo estado da matéria tem semelhanças com buracos negros

ESO/WFI, MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al., NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al.

Os “metais estranhos” exibem algumas propriedades condutivas incomuns que, surpreendentemente, têm semelhanças com buracos negros.

Os “metais estranhos” são materiais cuja resistência elétrica exibe um comportamento de temperatura muito incomum. De acordo com um novo estudo, publicado recentemente na Proceedings of the National Academy of Sciences, estes metais podem ser um novo e bizarro estado da matéria, com propriedades semelhantes às dos buracos negros.

De acordo com o New Atlas, na mecânica quântica, a resistência elétrica é um subproduto de eletrões que colidem com outras partículas. Nos metais, à medida que os eletrões fluem, chocam com outros eletrões ou impurezas no material. Quanto mais tempo houver entre cada colisão, menor será a resistência elétrica.

Em metais comuns, a resistência elétrica aumenta de acordo com a temperatura. Os supercondutores permitem que a corrente elétrica flua quase sem resistência – mas apenas abaixo de uma certa temperatura. Muitos materiais precisam de descer ao zero quase absoluto, enquanto alguns mantêm as propriedades supercondutoras até sob temperaturas mais altas.

No entanto, os eletrões mais “estranhos” dissipam energia muito rapidamente. Em muitos supercondutores de alta temperatura, alterar a temperatura ou o número de eletrões de fluxo livre no material pode alterá-lo de um estado supercondutor para um estado de metal estranho, ou vice-versa.

Neste tipo de materiais, a resistência elétrica é proporcional à temperatura e às constantes de Planck e Boltzmann – as mesmas características que definem algumas das propriedades dos buracos negros.

“Encontrar essa mesma escala em todos estes sistemas diferentes é fascinante”, comentou Olivier Parcollet, cientista do Centro de Física Quântica Computacional do Instituto Flatiron e co-autor do artigo científico.

Este estudo determina, então, que os metais estranhos são um novo estado da matéria, que fica entre duas fases conhecidas: os espelhos giratórios isolantes de Mott e os líquidos Fermi.

“Descobrimos que existe uma região inteira no Espaço que exibe um comportamento planckiano que não pertence a nenhuma das duas fases”, explicou o professor de Física da Cornell, Eun-Ah Kim. “Este estado líquido de rotação quântica é metálico, mas relutantemente metálico“, acrescentou.