Inesperadamente para todos, os cientistas descobriram uma nova maneira de manipular a carga elétrica. O estudo foi denominado 'nova fase da matéria'. O efeito foi descoberto pelo cientista Swastik Kar, professor associado de física da Northeastern University (EUA).
'Este é o limite da nossa imaginação! A descoberta pode mudar a maneira como os sinais são detectados e transmitidos. Além disso, pode mudar a forma como percebemos as coisas, armazenamos informações e possibilidades que talvez nem sequer tenhamos pensado. '
O fato é que a capacidade de mover, manipular e armazenar elétrons é a chave para a grande maioria da tecnologia moderna. Em um novo artigo publicado na edição Nanoscale, os pesquisadores descreveram uma maneira de fazer com que os elétrons façam algo completamente novo – distribuir-se uniformemente em um padrão de cristal estacionário.
“Eu gostaria de dizer que isso é quase como uma nova fase da matéria. É totalmente eletrônico.
O fenômeno começou quando os pesquisadores fizeram experiências com materiais cristalinos com apenas alguns átomos de espessura, conhecidos como materiais bidimensionais.
Esses materiais são construídos em um padrão repetitivo de átomos, de modo que seus elétrons finos só podem se mover em duas dimensões. Empilhar esses materiais ultrafinos pode criar efeitos estranhos porque as camadas interagem em um nível quântico.
A equipe do professor Kar estudou dois desses materiais bidimensionais: seleneto de bismuto e dichalcogeneto de metal de transição, empilhados um sobre o outro como folhas de papel. Como resultado dos experimentos, eles descobriram algo realmente estranho.
Os elétrons precisam se repelir porque são carregados negativamente e se distanciar de outras coisas com carga negativa. No entanto, não era isso que os elétrons dessas camadas estavam fazendo; em vez disso, eles formaram uma terceira estrutura estacionária.
“Em certos ângulos, esses materiais parecem formar uma maneira de compartilhar seus elétrons, o que acaba formando essa rede geométrica em intervalos regulares. Obtemos um conjunto perfeitamente repetível de feixes de elétrons puros que ficam entre duas camadas.
A equipe inicialmente presumiu que o resultado foi um erro. As estruturas cristalinas de materiais bidimensionais são muito pequenas para serem observadas dessa forma, então os físicos usam microscópios especiais que emitem feixes de elétrons em vez de luz. Quando os elétrons passam por um material, eles interferem uns com os outros e criam um padrão.
Usando matemática complexa e esse padrão específico, os cientistas tentaram recriar a forma de um material bidimensional. Quando o padrão resultante revelou uma terceira camada que não poderia aparecer em nenhuma das outras duas, o pesquisador sugeriu que algo deu errado durante a criação do material ou durante a medição.
Apesar de fenômenos semelhantes terem sido observados antes, isso ocorreu apenas em temperaturas extremamente baixas, enquanto as observações dos pesquisadores foram em temperatura ambiente. Mas depois de repetidos testes e experimentos conduzidos pelo estudante de doutorado Zacharia Hennigausen, os resultados permaneceram os mesmos.
Assim, uma nova imagem de pontos carregados na forma de uma rede apareceu em materiais bidimensionais. E esta imagem mudou levando em consideração a orientação das camadas acima. Arun Bansil, um distinto professor de física da Northeastern University, acredita que esse fenômeno é causado pelo fato de que os elétrons no material estão constantemente saltando:
“Isso ocorre porque eles são atraídos pelos núcleos atômicos carregados positivamente e repelidos por outros elétrons carregados negativamente. Mas, neste caso, há algo no modo como essas cargas estão dispostas – é a combinação de elétrons em um determinado padrão.
Eles criam essas regiões onde existem, se você quiser, algum tipo de 'fossos na paisagem potencial', o que é suficiente para fazer esses elétrons criarem esses feixes de carga. A única razão pela qual os elétrons se tornam aglomerados é porque há um buraco potencial ali.
