Estudo encontra ‘demônio’ de Pines em metal supercondutor após 67 anos; entenda

Há 67 anos, o físico David Pines pesquisou a existência de um “demônio” que era produzido pela neutralização mútua das ondulações elétricas. Agora, em 2023, cientistas conseguiram identificar essa movimentação em metais supercondutores.

O fenômeno ficou conhecido como “demônio de Pines” desde 1956, ano em que o físico estruturou a teoria sobre a oscilação coletiva de um metal que seria invisível à luz.

O “demônio de Pines” é um tipo de plasmon que pode existir em metais. Segundo a teoria física, eles podem ser considerados “como um modo coletivo de quasipartículas neutras, cuja carga foi totalmente protegida por elétrons em uma banda separada”.

Apesar de ser um estudo interessante, a teoria ainda não havia sido comprovada em pesquisas experimentais, principalmente por conta da inerente neutralidade de carga.

No entanto, o novo desdobramento desse fenômeno foi publicado em agosto na revista Nature por físicos da Universidade de Illinois, em Urbana-Champaign, nos Estados Unidos.

“Os demônios foram teoricamente conjecturados por muito tempo, mas os experimentalistas nunca os estudaram. Na verdade, nem estávamos procurando. Mas descobrimos que estávamos fazendo exatamente a coisa certa e encontramos. Isso mostra a importância de apenas medir as coisas”, disse Peter Abbamonte, pesquisador que liderou o estudo científico.

David Pines, físico idealizador da teoria. (Imagem: Minesh Bacrania/SFI/Quanta Magazine/Reprodução)

O experimento do “demônio de Pines”

Como foi dito pela equipe do estudo, eles não estavam buscando exatamente a teoria de Pines, mas foram levados ao experimento sobre a oscilação enquanto analisavam um supercondutor conhecido como rutenato de estrôncio.

Durante as pesquisas sobre os metais, os estudiosos perceberam um comportamento incomum dos elétrons que provocavam ondulações de drenagem.

“A maioria das grandes descobertas não são planejadas. Você vai procurar em algum lugar novo e ver o que há lá”, comentou Abbamonte.

(Imagem: Nature/Reprodução)

Assim, o primeiro passo da análise para identificar o fenômeno foi feito a partir de uma técnica para rastrear os elétrons e definir as propriedades do material.

Como resultado, eles mensuraram a energia enquanto os elétrons ricocheteavam e determinaram os dados sobre as ondas periódicas, chamadas de “modos” na Física.

Apesar de algumas correspondências diferentes, tais modos do supercondutor só foram explicados pela teoria de Pines. Por isso, os pesquisadores argumentam que o “demônio de Pines”, finalmente, foi identificado em um experimento físico.

Assim, a descoberta abriu novos caminhos para os estudos da Física, solucionando uma questão que pode aprimorar pesquisas sobre eletricidade e as tecnologias de supercondutores.