Uma pesquisa publicada na revista Physical Review Letters revelou um novo estado exótico da matéria dentro de outro já conhecido. A descoberta ocorreu em um composto magnético identificado em 2016, chamado de fase “meio fogo, meio gelo”, encontrado no material Sr₃CuIrO₆, que contém estrôncio, cobre, irídio e oxigênio.
Agora, cientistas do Laboratório Nacional de Brookhaven (BNL), nos EUA, identificaram o estado oposto: a fase “meio gelo, meio fogo”, na qual os elétrons trocam seus padrões de comportamento.
O conceito-chave para entender essas fases é a frustração magnética, que descreve como as interações entre partículas vizinhas podem gerar estados instáveis. Pequenas alterações podem desencadear mudanças significativas, propagando-se como uma reação em cadeia.
No estado “meio fogo, meio gelo”, os elétrons no cobre permanecem desordenados, como chamas agitadas, enquanto os do irídio se mantêm organizados, criando uma estrutura magnética estável.
A inversão desse estado parecia impossível, pois o modelo matemático usado para descrever essa transição não previa mudanças espontâneas de fase. No entanto, os pesquisadores descobriram que, sob certas condições de temperatura, o sistema se reorganiza. Esse efeito resulta na formação da fase “meio gelo, meio fogo”, em que os elétrons do cobre se ordenam e os do irídio passam a se comportar de forma caótica.
A principal diferença entre esses estados está na organização dos elétrons nos dois elementos. No estado original, o cobre é caótico e o irídio é estável. No estado inverso, o papel de cada um se inverte. Essa descoberta é relevante porque a manipulação precisa dessas transições pode ser aplicada em tecnologia quântica, como na criação de qubits ajustáveis, fundamentais para a computação quântica.
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