Estudo revela que a miassita sintética (Rh₁₇S₁₅), composta por ródio e enxofre, apresenta supercondutividade nodal — comportamento quântico raro jamais observado em minerais naturais.
Um estudo liderado por pesquisadores da Iowa State University, com participação de instituições da França e da Nova Zelândia, confirmou que o composto Rh₁₇S₁₅ — conhecido na natureza como miassita — apresenta um tipo raro e complexo de supercondutividade quando sintetizado em sua forma pura.
Publicado na revista Communications Materials, do grupo Nature, o trabalho revela que esse mineral é o primeiro material natural conhecido a exibir supercondutividade não convencional, um comportamento que até então só havia sido observado em materiais criados artificialmente.
O que é supercondutividade nodal?
A supercondutividade é um fenômeno em que a eletricidade flui por um material sem resistência, ou seja, sem perda de energia. Isso normalmente só acontece em temperaturas extremamente baixas. No caso da miassita, os pesquisadores observaram uma forma chamada supercondutividade nodal, mais rara e instável, em que há pontos ou linhas dentro do material onde a proteção energética dos elétrons se anula. Esses “nós” tornam o estado supercondutor mais sensível a impurezas, mas também mais interessante para estudos e aplicações avançadas.
Para chegar a essa conclusão, os cientistas realizaram experimentos de alta precisão, medindo como o campo magnético se comporta dentro do material a temperaturas muito próximas do zero absoluto. Também aplicaram radiação controlada para introduzir defeitos e verificar a resposta do composto. Os resultados mostraram uma queda significativa da temperatura crítica — reforçando a presença de um estado supercondutor com características nodais.
A miassita foi sintetizada pela primeira vez em laboratório nos anos 1930, mas só décadas depois foi identificada como um mineral natural, em depósitos nos Montes Urais, na Rússia. No entanto, os cristais encontrados na natureza possuem muitas impurezas, o que impede a manifestação da supercondutividade observada em sua versão purificada em laboratório.
Evidências experimentais
Os cientistas fizeram experimentos superprecisos, resfriando o material a temperaturas quase próximas do zero absoluto (em torno de -268 ºC). Observaram sinais típicos de supercondutividade nodal — como mudanças específicas na forma como o campo magnético penetra o material.
Depois, “bagunçaram” um pouco o material, introduzindo pequenos defeitos, para ver como ele reagia. E, como esperado, o material ficou menos eficiente como supercondutor — outro sinal de que se trata de um supercondutor nodal.
A descoberta é considerada um marco na física do estado sólido. Além de ampliar o catálogo de supercondutores não convencionais, pode impulsionar o desenvolvimento de tecnologias quânticas, que exigem materiais com propriedades extremamente específicas e controláveis.
“Pela primeira vez, temos um mineral natural, em sua forma sintética pura, que apresenta todos os sinais de supercondutividade não convencional. Isso reforça o papel da química do estado sólido como ferramenta para explorar os limites da matéria”, afirmou o físico Ruslan Prozorov, autor principal do estudo.
Materiais confiáveis
A miassita foi descoberta como mineral natural apenas décadas após sua síntese em laboratório nos anos 1930. O nome deriva do rio Miass, nos Montes Urais (Rússia), onde o mineral aparece como inclusão em depósitos de platina. No entanto, cristais naturais apresentam altos níveis de impurezas — como ferro, níquel e cobre — que provavelmente impedem a manifestação da supercondutividade nodal.
Com isso, o estudo sugere que apenas a miassita sintética, livre de impurezas, manifesta esse raro estado quântico.
A descoberta é relevante não apenas do ponto de vista acadêmico, ao ampliar o catálogo de supercondutores não convencionais, mas também abre possibilidades para aplicações futuras em tecnologias quânticas, que exigem materiais com características singulares e controláveis.
“Esse é um marco. Pela primeira vez, temos um mineral natural, em sua forma sintética pura, que apresenta todos os sinais de supercondutividade não convencional. Isso reforça o papel da química do estado sólido como ferramenta para explorar os limites da matéria”, afirmou o físico Ruslan Prozorov, autor correspondente do estudo.
Fonte: Nature
