Um novo estado da matéria foi encontrado por um grupo de cientistas dos Estados Unidos e da China. Os pesquisadores localizaram o estado escondido em uma escala minúscula, indo bem além dos clássicos sólido, líquido e gasoso.

O estudo da Universidade de Massachusetts Amherst foi publicado na revista Nature na última semana. O novo estado recebeu o nome de líquido bose quiral e, como é de se esperar, alcançar ele é algo muito mais complexo do que os que estamos acostumados.

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O líquido base só pode ser visto num local chamado de “sistema quântico frustado”. Basicamente um local diminuto onde as partículas não interagem da mesma maneira que normalmente fariam devido a restrições.

Essas restrições causam o nome de “frustrado”. Neste caso, quem se frusta são os elétrons que, nas palavras dos cientistas jogam uma espécie de “dança das cadeiras” nesse universo projetado.

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“Em vez de cada elétron ter uma cadeira para onde ir, agora eles devem se mexer e ter muitas possibilidades de onde se sentar”, disse Tigran Sedrakyan, um dos professores envolvidos no estudo.

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Como o estado foi encontrado?

Normalmente, as partículas em qualquer sistema colidem umas com as outras e, ao fazê-lo, causam efeitos previsíveis, como bolas de bilhar batendo umas nas outras e reagindo em um padrão previsível. Em outras palavras, os efeitos e as partículas estão correlacionados. 

Renderização da banda do fosso, que frustra as partículas e leva ao estado bose-líquido quiral. 
Crédito: Tigran Sedrakyan

Mas em um sistema quântico frustrado, existem infinitas possibilidades que decorrem da interação de partículas – talvez a bola de bilhar levite ou diminua em um ângulo impossível – e algumas dessas infinitas possibilidades podem levar a novos estados quânticos.

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“Você encontra estados quânticos da matéria bem distantes dessas periferias”, diz Sedrakyan, “e eles são muito mais selvagens do que os três estados clássicos que encontramos em nossa vida cotidiana”.

O sistema frustrado dá novas possibilidades de estado e o “líquido borda quiral” teve resultados surpreendentes. Por exemplo, se você esfria a matéria quântica em um estado quiral até o zero absoluto, os elétrons congelam em um padrão previsível e as partículas neutras de carga emergentes nesse estado giram no sentido horário ou anti-horário. 

Mesmo se você esmagar outra partícula em um desses elétrons, ou introduzir um campo magnético, não poderá alterar sua rotação.

Esse estado específico é muito difícil de ser observado, motivo pelo qual esteve “escondido” durante esse tempo todo.