{"id":58509,"date":"2025-04-14T14:53:19","date_gmt":"2025-04-14T17:53:19","guid":{"rendered":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/?p=58509"},"modified":"2025-04-14T14:53:22","modified_gmt":"2025-04-14T17:53:22","slug":"descoberta-nova-fase-da-materia-meio-gelo-meio-fogo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/index.php\/2025\/04\/14\/descoberta-nova-fase-da-materia-meio-gelo-meio-fogo\/","title":{"rendered":"Descoberta nova fase da mat\u00e9ria: meio gelo, meio fogo"},"content":{"rendered":"\n
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Interpreta\u00e7\u00e3o gr\u00e1fica dos estados “meio gelo, meio fogo” e “meio fogo, meio gelo” (esquerda). O gr\u00e1fico (direita) mostra a mudan\u00e7a de entropia magn\u00e9tica no plano do campo magn\u00e9tico (h) versus temperatura (T). O ponto preto na temperatura zero indica onde o estado meio fogo, meio gelo aparece. A linha tracejada indica onde o estado meio gelo, meio fogo se esconde [Imagem: Yin\/Tsvelik – 10.1103\/PhysRevLett.133.266701]<\/span><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

F\u00edsicos do Laborat\u00f3rio Nacional Brookhaven, nos EUA, conseguiram finalmente compreender e descrever um fen\u00f4meno ex\u00f3tico no qual eles v\u00eam trabalhando h\u00e1 uma d\u00e9cada: \u00e9 mesmo uma nova fase da mat\u00e9ria. A fase \u00e9 caracterizada por um padr\u00e3o nunca antes visto de spins de el\u00e9trons, os pequenos momentos magn\u00e9ticos “para cima” e “para baixo” que cada el\u00e9tron possui.
Na transi\u00e7\u00e3o de fase rec\u00e9m-descoberta, o material passa a apresentar uma combina\u00e7\u00e3o de spins “frios”, altamente ordenados, e spins “quentes”, altamente desordenados. Por isso a nova fase da mat\u00e9ria foi batizada de “metade gelo, metade fogo”, ou “meio fogo, meio gelo” (MFMG).<\/p>\n\n\n\n

Meio gelo, meio fogo \u00e9 not\u00e1vel n\u00e3o apenas porque nunca foi observada antes, mas tamb\u00e9m porque \u00e9 capaz de acionar uma comuta\u00e7\u00e3o extremamente brusca entre fases no material a uma temperatura razo\u00e1vel e finita. Esse fen\u00f4meno pode um dia resultar em aplica\u00e7\u00f5es nas ind\u00fastrias de energia e tecnologia da informa\u00e7\u00e3o”, disse o professor Weiguo Yin.<\/span><\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

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Spins (a) frustrados e (b) n\u00e3o frustrados em rede triangular. (c) Spins frustrados na estrutura do favo de mel. Embaixo, uma ilustra\u00e7\u00e3o do ponto cr\u00edtico “meio fogo, meio gelo”, no qual os spins em uma sub-rede est\u00e3o totalmente desordenados e na outra est\u00e3o totalmente ordenados [Imagem: Weiguo Yin et al. – 10.1103\/PhysRevB.109.054427]<\/span><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Computa\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica
<\/span><\/strong>Os pesquisadores descobriram a nova fase enquanto estudavam um modelo unidimensional de um tipo de material magn\u00e9tico chamado ferrimagneto<\/a>, um composto magn\u00e9tico de estr\u00f4ncio, cobre, ir\u00eddio e oxig\u00eanio (Sr3CuIrO6). Nos ferrimagnetos, alguns dos \u00e1tomos est\u00e3o alinhados em uma dire\u00e7\u00e3o e outros est\u00e3o alinhados precisamente na dire\u00e7\u00e3o oposta. Como resultado, o campo magn\u00e9tico geral que eles produzem depende do equil\u00edbrio entre os dois tipos de alinhamento \u2014 se houver mais \u00e1tomos apontados para um lado do que para o outro, essa diferen\u00e7a produzir\u00e1 um campo magn\u00e9tico l\u00edquido naquela dire\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Por conta de suas propriedades magn\u00e9ticas serem fortemente influenciadas por for\u00e7as externas, os materiais ferrimagn\u00e9ticos devem ser capazes de armazenar dados ou mesmo viabilizar circuitos l\u00f3gicos magn\u00e9ticos<\/a>, em vez de el\u00e9tricos, que s\u00e3o muito mais r\u00e1pidos e capazes de acomodar mais dados em um determinado espa\u00e7o do que os ferromagnetos convencionais de hoje, al\u00e9m de n\u00e3o perderem os dados na falta de energia – al\u00e9m disso, a\u00a0computa\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica \u00e9 supereficiente<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

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Estrutura at\u00f4mica do ferrimagneto, que permite controlar o magnetismo eletricamente [Imagem: Mantao Huang et al. – 10.1038\/s41565-021-00940-1]<\/span><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Meio fogo, meio gelo e meio gelo, meio fogo
<\/span><\/strong>A transi\u00e7\u00e3o do ferrimagneto para a fase meio fogo, meio gelo \u00e9 induzida pela aplica\u00e7\u00e3o de um campo magn\u00e9tico externo. Sob a a\u00e7\u00e3o do magnetismo<\/a>, os spins “quentes” nos s\u00edtios de cobre do material ficam totalmente desordenados na rede at\u00f4mica, apresentando momentos magn\u00e9ticos menores, enquanto os spins “frios” nos s\u00edtios de ir\u00eddio ficam totalmente ordenados, apresentando momentos magn\u00e9ticos maiores.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Mas, apesar de nossa extensa pesquisa, ainda n\u00e3o sab\u00edamos como esse estado poderia ser utilizado, especialmente porque \u00e9 bem conhecido h\u00e1 um s\u00e9culo que o modelo de Ising unidimensional, um modelo matem\u00e1tico estabelecido de ferromagnetismo que produz o estado meio-fogo, meio-gelo, n\u00e3o hospeda uma transi\u00e7\u00e3o de fase de temperatura finita”, disse Alexei Tsvelik. “Est\u00e1vamos perdendo pe\u00e7as do quebra-cabe\u00e7a”.<\/span><\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Agora eles identificaram a pe\u00e7a que faltava nesse quebra-cabe\u00e7a: a transi\u00e7\u00e3o de fase pode ser obtida por um cruzamento de fase ultraestreito em uma temperatura finita fixa. E saber disso permitiu uma outra descoberta: a de que a fase “meio fogo, meio gelo” tem um estado oposto, oculto, no qual os spins quentes e frios trocam de posi\u00e7\u00e3o. Ou seja, os spins quentes tornam-se frios, e os spins frios tornam-se quentes, criando uma nova fase invertida, por isso chamada de “meio gelo, meio fogo”.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

O trabalho da dupla revelou que a comuta\u00e7\u00e3o entre fases ocorre em uma faixa de temperatura ultraestreita, e Yin e Tsvelik j\u00e1 sugeriram poss\u00edveis maneiras de como isso poder\u00e1 ser usado em aplica\u00e7\u00f5es futuras. Por exemplo, a comuta\u00e7\u00e3o de fase ultran\u00edtida com uma mudan\u00e7a gigante de entropia magn\u00e9tica oferecida pela fase “meio fogo, meio gelo” poder\u00e1 ser \u00fatil para tecnologias de refrigera\u00e7\u00e3o<\/a>. O fen\u00f4meno tamb\u00e9m poder\u00e1 ser usado como base para um novo tipo de tecnologia de armazenamento de informa\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas na qual as fases atuam como bits.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Encontrar novos estados com propriedades f\u00edsicas ex\u00f3ticas \u2014 e ser capaz de entender e controlar as transi\u00e7\u00f5es entre esses estados \u2014 s\u00e3o problemas centrais nos campos da f\u00edsica da mat\u00e9ria condensada e da ci\u00eancia dos materiais”, disse Yin. “Resolver esses problemas pode levar a grandes avan\u00e7os em tecnologias como computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica<\/a>\u00a0e\u00a0spintr\u00f4nica<\/a>“.<\/span><\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Bibliografia
<\/span>Artigo:<\/strong> Phase Switch Driven by the Hidden Half-Ice, Half-Fire State in a Ferrimagnet<\/em>
Autores: Weiguo Yin, Alexei M. Tsvelik
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 133, 266701
DOI: 10.1103\/PhysRevLett.133.266701<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Artigo:<\/strong> Spin frustration and an exotic critical point in ferromagnets from nonuniform opposite ?? factors<\/em>
Autores: Weiguo Yin, Christopher R. Roth, Alexei M. Tsvelik
Revista: Physical Review B
Vol.: 109, 054427
DOI: 10.1103\/PhysRevB.109.054427<\/p>\n\n\n\n

Fonte: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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