Descoberta nova quasipartícula: o π-ton

(dr) Vienna University of Technology

Foi descoberta uma nova quasipartícula no Instituto de Tecnologia de Viena. Os cientistas batizaram-na de π-ton, uma quasipartícula que contém dois eletrões e duas lacunas.

Existem diferentes tipos de partículas. Um deles, as quasipartículas, são excitações num sistema formadas por muitas partículas, mas que se comportam em conjunto como se fossem uma só. Recentemente, uma equipa liderada por Anna Kauch, da Universidade de Tecnologia de Viena, descobriu uma destas partículas complexas.

A quasipartícula mais simples e mais conhecida é a lacuna, portadora de carga positiva. Quando um eletrão, portador de carga negativa, se move, deixa no seu lugar uma lacuna. Não parece haver nada de concreto (daí o nome lacuna), mas aquela “ausência de eletrão” comporta-se de muitas maneiras, tal como se fosse uma partícula.

Ao contrário de um eletrão, a lacuna existe apenas em conjunto com as outras partículas, sendo, por esse motivo, considerada uma quasipartícula.

Ainda assim, o mundo da Física alberga partículas mais complexas, como os excitões, que desempenham um papel central na física dos semicondutores, estando na base do funcionamento de vários componentes de hardware.

Anna Kauch e os seus colegas da Universidade de Viena, na Áustria, estavam a estudar precisamente os excitões quando perceberam que os seus cálculos estavam a demonstrar algo mais amplo do que esperavam: eletrões e lacunas não precisam de se ligar apenas aos pares.

Os cálculos da equipa de cientistas demonstraram a possibilidade de dois eletrões se ligarem a duas lacunas, formando uma quasipartícula inédita: a π-ton, ou Pi-ton.

“O nome π-ton surgiu pelo facto de dois eletrões e duas lacunas serem mantidos juntos graças a flutuações de densidade de carga ou flutuações de spin que invertem o seu carácter em 180 graus de um ponto da rede cristalina para o próximo – ou seja, por um ângulo de pi, medido em radianos”, explicou a líder da investigação, citada pelo EurpaPress.

“Apesar de estarmos constantemente cercados por inúmeras quasipartículas, a descoberta de uma nova espécie de quasipartícula é algo muito especial”, comentou Karsten Held, envolvida no estudo, cujo artigo científico foi publicado recentemente na Physical Review Letters.