Físicos descobriram uma ordem magnética sutil dentro da fase pseudogap de materiais quânticos, potencialmente explicando o caminho para a supercondutividade. Usando um simulador quântico ultragelado, os pesquisadores observaram padrões magnéticos persistentes que se alinham com a temperatura de formação do pseudogap. Essa descoberta pode avançar o desenvolvimento de supercondutores de alta temperatura para tecnologias eficientes em energia.
A supercondutividade, o fenômeno em que materiais conduzem eletricidade sem resistência, promete revolucionar a transmissão de energia e a computação quântica. No entanto, em supercondutores de alta temperatura, a transição para esse estado frequentemente envolve uma fase intermediária misteriosa chamada pseudogap, onde os elétrons exibem comportamento incomum e condutividade reduzida. Um novo estudo desafia visões de longa data sobre esse pseudogap. Os pesquisadores descobriram que, mesmo após o dopagem — remoção de elétrons para alterar o material — perturbar a ordem magnética aparente, um padrão magnético oculto e universal persiste em temperaturas extremamente baixas. Esse padrão espelha de perto a temperatura em que o pseudogap emerge, sugerindo que o magnetismo desempenha um papel crucial na preparação do palco para a supercondutividade. A descoberta provém de experimentos simulando o modelo Fermi-Hubbard com átomos de lítio resfriados a bilionésimos de grau acima do zero absoluto em uma rede óptica formada por lasers. Usando um microscópio de gás quântico, a equipe capturou mais de 35.000 imagens de átomos individuais, revelando correlações entre até cinco partículas — muito além de estudos típicos focados em pares. «As correlações magnéticas seguem um único padrão universal quando plotadas contra uma escala de temperatura específica», disse o autor principal Thomas Chalopin do Max Planck Institute of Quantum Optics. «E essa escala é comparável à temperatura do pseudogap, o ponto em que o pseudogap emerge.» O trabalho se baseia em previsões teóricas de um artigo da Science de 2024 e envolveu colaboração entre experimentalistas no Max Planck Institute na Alemanha e teóricos no Center for Computational Quantum Physics em Nova York, liderado por Antoine Georges. «É notável que simuladores analógicos quânticos baseados em átomos ultragelados possam agora ser resfriados até temperaturas onde fenômenos coletivos quânticos intricados aparecem», observou Georges. As descobertas, publicadas nos Proceedings of the National Academy of Sciences em 2026, fornecem um marco para modelos de pseudogap e destacam o valor das parcerias teoria-experimento na sondagem da matéria quântica.
