Cientistas encontram material supercondutor em pedaços de meteorito

Os cientistas detectaram vestígios de materiais supercondutores dentro de um dos maiores meteoritos do mundo, de acordo com um novo estudo.

Supercondutores são materiais que podem conduzir corrente elétrica sem resistência, e eles são cobiçados por pesquisadores que estudam computadores quânticos e empresas que querem transferir energia com eficiência. O supercondutor dentro do meteorito australiano é um material conhecido, mas a descoberta em si chocou os pesquisadores.

“A grande vantagem é que há supercondutividade no céu, e que isso ocorre naturalmente”, disse Iavn Schuller, um dos principais autores do estudo da Universidade da Califórnia em San Diego, ao Gizmodo.

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A equipe de Schuller não está apenas interessada em meteoritos — eles estão procurando supercondutividade em todos os lugares. Seis anos atrás, sua equipe estreou uma técnica chamada espectroscopia de microondas modulada em campo magnético (MFMMS, na sigla em inglês).

O método MFMMS começa com os cientistas colocando pequenos fragmentos de amostra em uma cavidade cheia de micro-ondas e um campo magnético oscilante e, em seguida, esfriando-os. Quando as amostras passam de condutores para supercondutores, a maneira como absorvem as micro-ondas muda drasticamente. Este método permite que os cientistas examinem rapidamente vários materiais e determinem se eles são supercondutores ou não.

E é exatamente isso que os pesquisadores estavam fazendo. Eles usaram uma bolsa da Força Aérea dos EUA para procurar supercondutividade em quaisquer materiais que pudessem testar. Dado o ambiente extremo em que materiais extraterrestres poderiam se formar, os meteoritos eram uma possibilidade lógica a ser pesquisada.

A equipe escaneou centenas de amostras de meteoritos: primeiro meteoritos microscópicos e depois fragmentos maiores. O estudante James Wampler finalmente mediu a transição supercondutora em dois fragmentos de meteoritos: um do meteorito Mundrabilla, um dos maiores meteoritos do mundo, composto por 22 toneladas de pedaços espalhados pelas planícies de Nullarbor, na Austrália, e uma de um meteorito chamado GRA 95295.

O material supercondutor era uma liga de índio, chumbo e estanho, uma composição anteriormente conhecida como supercondutora pelos cientistas. É a primeira evidência de supercondutividade no espaço.

Essa descoberta não foi um momento glorioso de “eureka”. Dado que o supercondutor era um material já conhecido na Terra, os cientistas imediatamente se perguntaram se haviam contaminado acidentalmente as amostras.

“Não me lembro o momento em que o encontrei”, disse Wampler ao Gizmodo. “Sua primeira reação é que é mentira ou outra coisa. Foi algo bem cínico, não de uma maneira ruim, mas cínico que faz você querer checar novamente.”

A equipe levou suas amostras aos cientistas Yimei Zhu e Shaobo Cheng, no Laboratório Nacional Brookhaven, para inspecioná-las usando microscópios eletrônicos. Somente após essa confirmação eles puderam se sentir confiantes de que realmente descobriram um supercondutor de ocorrência natural do espaço. Wampler apresentou seus resultados pela primeira vez na reunião de março da American Physical Society em 2018, e a equipe publicou seu artigo revisado por pares na Proceedings of the National Academy of Sciences nesta semana.

Munir Humayun, um professor da Universidade do Estado da Florida que analisou o estudo, achou as conclusões bem interessantes. Ele disse que os autores fizeram um bom trabalho descartando fontes óbvias de contaminação, mas ainda acha impressionante saber que essa liga existe em formas sintéticas na Terra. “O problema com fontes não óbvias de contaminação é que elas não são óbvias”, disse ele ao Gizmodo.

Ainda assim, “este artigo é um dos documentos chocantes que faz você se impressionar, pois precisamos olhar para coisas que não estávamos vendo antes”, disse Humayun. “Este artigo abre a porta para todo um campo de investigação para examinar metais raros como essas ligas de índio-estanho-chumbo, desconhecida anteriormente em meteoritos.”

É difícil dizer exatamente como essa liga se forma no espaço. Os componentes desses meteoritos sofreram alterações químicas, como aquecimento e recristalização, durante a formação do sistema solar. Isso torna mais difícil saber como era o ambiente em que seus materiais se formaram.

Embora essa liga não seja um supercondutor à temperatura ambiente na Terra, existem locais mais frios que -268,15°C que o transformam em um supercondutor. Além disso, o tipo de material no meteorito GRA 95205 demonstra que ele se formou em condições extremas, que também poderiam ter formado outros materiais supercondutores.

Se essas ligas adquirissem propriedades supercondutoras no frio do espaço, talvez pudessem afetar os campos magnéticos ao seu redor, produzindo fenômenos potencialmente visíveis aos telescópios na Terra. Mas essas hipóteses exigirão muito mais evidências, modelagem e pesquisa antes que elas mantenham a água.

Para a equipe de Schuller, a descoberta de um material já conhecido na Terra não ajuda na busca por novos supercondutores. Como tal, eles planejam continuar usando o método MFMMS para digitalizar outras amostras que possam conter novos materiais interessantes.