José Manuel Carmelo, investigador da Escola de Ciências da Universidade do Minho (ECUM) descobriu que a electricidade se move em certos materiais quânticos de forma mais regular do que indicavam estudos anteriores. A investigação, publicada na revista ‘Reports on Progress in Physics’, pode ter impacto em tecnologias de ponta.
Imagine uma multidão a sair de um estádio. Em vez de se dispersarem de forma caótica, as pessoas avançam devagar, seguindo regras implícitas. José Manuel Carmelo, professor catedrático aposentado da ECUM e investigador do Centro de Física das Universidades do Minho e do Porto (CF-UM-UP), explica que é assim que a electricidade se comporta nestes materiais: “Estamos a estudar o transporte de carga a temperaturas finitas no chamado modelo de Hubbard em uma dimensão, que descreve certos materiais formados por cadeias moleculares pouco acopladas e sistemas de átomos super frios que se produzem artificialmente”.
“A constante de difusão caracteriza o transporte de carga. Se for infinita, diz-se que o transporte é super difusivo.”
Estudos anteriores sugeriam que a electricidade poderia espalhar-se quase instantaneamente, num fenómeno chamado de super difusão. José Manuel Carmelo esclarece: “A constante de difusão caracteriza o transporte de carga. Se for infinita, diz-se que o transporte é super difusivo. Até aqui considerava-se que essa constante de difusão de carga era infinita, mas eu mostro que é finita”.
O erro das interpretações anteriores estava numa propriedade do sistema que não tinha sido considerada, ou seja, uma simetria que impede o movimento extremamente rápido da electricidade. “Não tomaram em consideração uma simetria translacional U(1) do modelo associada à abertura de um hiato de energia que não permite transporte super difusivo”, sublinha o investigador, que também tem publicado estudos recentes nesta área com Pedro Sacramento, do Instituto Superior Técnico.
Na prática, isso significa que a electricidade se move de forma mais previsível e controlada do que se pensava. O trabalho é teórico, mas dá novas informações sobre como a electricidade ou átomos ultra-frios (com temperaturas perto do zero absoluto) se comportam em sistemas experimentais.
A descoberta ajuda a compreender melhor o comportamento da electricidade a nível microscópico, o que é essencial para desenvolver diversas tecnologias. Além disso, clarifica debates internacionais sobre quando os sistemas quânticos seguem regras previsíveis ou se comportam de forma inesperada.
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