Cientistas dos EUA conseguem calcular o efeito Kondo em materiais reais com precisão inédita

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e da Universidade Yale, nos Estados Unidos, criaram um método para calcular com alta precisão o efeito Kondo. Segundo o Olhar Digital, o fenômeno da física quântica altera a resistência elétrica de metais que contêm impurezas magnéticas. O trabalho saiu na revista Science.

O que é o efeito Kondo

Em condições normais, resfriar um metal reduz a vibração dos átomos e facilita a passagem dos elétrons, o que diminui a resistência elétrica. De acordo com o portal Azernews, a presença de átomos magnéticos como impureza muda esse quadro. Em temperaturas suficientemente baixas, a interação entre os elétrons localizados da impureza e os elétrons de condução do metal faz a resistência subir.

O limiar a partir do qual isso acontece é chamado de temperatura Kondo. A publicação World Today Journal cita ferro e manganês como exemplos de impureza, e o cobre como metal hospedeiro. Os elétrons formam uma espécie de nuvem coletiva que bloqueia o magnetismo da impureza.

Um problema antigo da física

O fenômeno é estudado há décadas, mas prever seu comportamento em um material específico sempre foi difícil. Em termos físicos, trata-se de um problema de muitos corpos: temperatura, spin dos elétrons e magnetismo interagem ao mesmo tempo, em escala minúscula. Segundo o ScienceAlert, reproduzido pelo UA.News, os cientistas costumavam recorrer a medições de laboratório e a modelos simplificados. Conforme o World Today Journal, esses modelos reduziam a estrutura eletrônica do material a um pequeno conjunto de orbitais.

A abordagem nova

A equipe, liderada por Linqing Peng e Tianyu Zhu, ambos de Yale, adaptou ferramentas computacionais da química quântica, originalmente criadas para descrever moléculas, segundo o World Today Journal. De acordo com o comunicado do Caltech, divulgado pelo EurekAlert, os pesquisadores modelaram quantitativamente o efeito para sete elementos inseridos em cobre. O método parte de leis fundamentais da física, sem depender de resultados experimentais como ponto de partida, informa o Juruá Informativo.

Os resultados foram comparados com medições experimentais. Segundo o Olhar Digital, o método reproduziu o comportamento dos materiais com elevada precisão. Em alguns casos, foi até 100 vezes mais preciso que as abordagens simplificadas usadas antes.

Por que importa para a tecnologia

O estudo representa um avanço na compreensão de materiais cujos elétrons têm comportamento complexo. Segundo a cobertura do portal Inkorr, os autores usaram combinações relativamente simples de materiais e átomos magnéticos como teste. O mesmo texto afirma que o resultado pode influenciar o desenvolvimento de tecnologias, sobretudo em eletrônica e energia. Essa é uma leitura dos veículos, e não uma aplicação já demonstrada pelo estudo.

Uma ressalva sobre datas: a versão do Olhar Digital circulou em 29 de outubro, mas o Caltech indica que o artigo foi publicado na edição de 30 de julho da Science. A repercussão do trabalho na imprensa, portanto, continua chegando em momentos diferentes.