Cientistas do Instituto Max Planck em Mainz mediram diretamente a lacuna supercondutora no sulfeto de hidrogênio, um passo chave para supercondutores de alta temperatura. Usando uma técnica de tunelamento inovadora sob pressões extremas, confirmaram que interações elétron-fônon impulsionam o fenômeno. Este avanço se baseia em descobertas de 2015 e avança na busca pela supercondutividade em temperatura ambiente.
Supercondutores, materiais que conduzem eletricidade sem resistência, prometem transmissão de energia eficiente e computação quântica, mas a maioria requer temperaturas muito baixas. Compostos ricos em hidrogênio como sulfeto de hidrogênio (H3S) expandiram os limites, alcançando supercondutividade a 203 Kelvin (-70°C), bem mais quente que os tradicionais.
Por anos, estudar esses materiais era impossível devido às pressões de megabar necessárias—mais de um milhão de vezes os níveis atmosféricos—, descartando técnicas padrão como espectroscopia de tunelamento de varredura. Pesquisadores do Instituto Max Planck de Química em Mainz superaram isso com um novo método de espectroscopia de tunelamento eletrônico planar, permitindo a medição direta da lacuna supercondutora em H3S pela primeira vez.
A equipe encontrou uma lacuna totalmente aberta de cerca de 60 milielectronvolts (meV) em H3S, comparado a 44 meV em seu contraparte de deutério, D3S. Essa diferença apoia teorias de que fônons—vibrações da rede atômica—mediem o emparelhamento de elétrons, formando pares de Cooper que eliminam a resistência.
A descoberta remonta a 2015, quando o grupo de Mikhail Eremets observou pela primeira vez supercondutividade em H3S a 203 K. Descobertas subsequentes, como deca-hidreto de lantânio (LaH10) a 250 K, elevaram esperanças para versões em temperatura ambiente. Dr. Feng Du, autor principal do estudo, disse: "Esperamos que, ao estender essa técnica de tunelamento a outros supercondutores hidretos, os fatores chave que habilitam supercondutividade em temperaturas ainda mais altas possam ser identificados. Isso deve em última instância habilitar o desenvolvimento de novos materiais que operem em condições mais práticas."
Eremets, que faleceu em novembro de 2024, chamou de "o trabalho mais importante no campo da supercondutividade de hidretos desde a descoberta da supercondutividade em H3S em 2015." Vasily Minkov, líder do projeto, acrescentou: "A visão de Mikhail de supercondutores operando em temperatura ambiente e pressões moderadas está um passo mais perto da realidade através deste trabalho."
Publicado em Nature (2025, volume 641, issue 8063), as descobertas fornecem insights cruciais em interações de elétrons, potencialmente guiando designs de novos materiais apesar dos desafios de pressão.
