Detectada corrente elétrica persistente, que flui eternamente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/11/2009

A corrente persistente, que parece desafiar todos os princípios da física, é resultado de um efeito da mecânica quântica que influencia a forma como os elétrons viajam através de anéis metálicos comuns.
[Imagem: Jack Harris/Yale University]

Uma corrente elétrica perpétua pode parecer algo parecido como um interruptor especial que, tão logo acionado, faz os narizes de todos os cientistas torcerem imediatamente.

Mas foi exatamente isso o que fizeram físicos da Universidade de Yale, nos Estados Unidos.

Corrente elétrica persistente

Para aliviar um pouco o preconceito contra o termo "perpétuo," os cientistas preferem chamar esse minúsculo fluxo de elétrons de corrente persistente, uma pequena corrente elétrica que flui naturalmente, de forma incessante, ao longo de anéis metálicos, mesmo na ausência de qualquer fonte externa de energia.

Esta é a primeira vez que se obtém uma medição definitiva dessa corrente elétrica persistente elusiva, prevista teoricamente há várias décadas.

O desafio é que a corrente é tão fraca que é difícil medi-la sem interferir com ela, o que dificultava a criação de um experimento que pudesse oferecer resultados seguros e confiáveis.

Movimento dos elétrons

Os pesquisadores utilizaram braços oscilantes metálicos construídos em nanoescala, tão minúsculos e sensíveis que permitiram a medição nas alterações do campo magnético que a corrente elétrica persistente cria ao fluir ao longo do anel metálico.

A corrente persistente, que parece desafiar todos os princípios da física, é resultado de um efeito da mecânica quântica que influencia a forma como os elétrons viajam através dos metais. A rigor, é o mesmo tipo de movimento que permite que os elétrons de um átomo fiquem orbitando eternamente o seu núcleo.

Até agora, os cientistas vinham tentando medir a corrente persistente usando magnetômetros extremamente sensíveis, conhecidos como SQUIDs (Superconducting QUantum Interference Devices), mas os resultados eram inconsistentes e até contraditórios.

"Os SQUIDs são considerados há muito tempo como a ferramenta de fato para medir campos magnéticos extremamente fracos. É até difícil de pensar que nosso dispositivo mecânico pode ser mais sensível do que um SQUID," explica o professor Jack Harris, um dos autores da pesquisa.

Supercondutores e computação quântica

"Esses anéis metálicos são comuns, não-supercondutores, e podemos pensar neles essencialmente como resistores," diz Harris. "Ainda assim, mesmo em um resistor, essas correntes fluirão eternamente, mesmo na falta de uma tensão externa."

A medição definitiva da corrente persistente ajudará nas pesquisas em várias áreas da física, eventualmente oferecendo um melhor entendimento sobre como os elétrons se comportam nos metais, uma informação importante tanto para o campo dos supercondutores quanto para a computação quântica, sempre às voltas com as interferências do ambiente sobre os qubits.

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