Mapa 3D de raios X mostra que supercondutor de cobre tem regiões com estruturas diferentes e fronteiras bem mais largas que o esperado

Supercondutores conduzem eletricidade sem resistência, e os cupratos, que têm cobre na composição, estão entre os mais estudados desde os anos 1980. Agora, uma equipe da Universidade de Warwick, no Reino Unido, e do Laboratório Europeu de Radiação Síncrotron (ESRF), na França, relata na Physical Review Letters que um desses materiais não é tão uniforme quanto se supunha.

O que foi observado

A amostra estudada é um cuprato conhecido como "214". Por quase 40 anos, segundo o professor Mark Senn, o pressuposto de trabalho foi que esses materiais são iguais por dentro. Com difração 3D de raios X por varredura, técnica que monta um mapa tridimensional do arranjo dos átomos e que o comunicado compara a uma tomografia, a equipe viu um mosaico de regiões com dois arranjos ligeiramente diferentes.

As fronteiras entre essas regiões, as paredes de domínio, seriam centenas de vezes mais largas do que o esperado, a ponto de se comportarem quase como estruturas distintas. Para os autores, isso pode atrapalhar a supercondutividade e ajudar a explicar por que alguns materiais funcionam melhor que outros. Eles suspeitam que padrões parecidos existam em outros cupratos.

Para entender o contexto

A supercondutividade foi descoberta em 1911, mas os cupratos, que operam a temperaturas bem mais altas que os metais puros, só surgiram em 1986. Ainda hoje não há uma teoria aceita por todos que explique como eles funcionam.

Por isso, detalhes da estrutura interna importam: se o material não for uniforme, medições feitas em amostras grandes podem misturar propriedades de regiões diferentes e levar a conclusões enganosas.

Termos úteis

• Supercondutor: material que conduz corrente elétrica sem resistência abaixo de certa temperatura.
• Cuprato: óxido que contém cobre e oxigênio em camadas, a base dos supercondutores de alta temperatura.
• Parede de domínio: fronteira entre duas regiões de um cristal com arranjos atômicos diferentes.
• Difração de raios X: técnica que usa o espalhamento de raios X para descobrir como os átomos estão organizados.

As ressalvas

O comunicado usa termos como "provavelmente" e "pode": a ligação entre as fronteiras largas e a perda de desempenho é uma explicação plausível, não uma relação demonstrada. Ele também não informa as dimensões medidas das paredes, as temperaturas ou os detalhes da amostra, nem os números por trás do "centenas de vezes". Se o resultado se confirmar em outros materiais, algumas medições antigas poderiam ter de ser reinterpretadas. O texto é um resumo de um comunicado de imprensa.