Pesquisadores do Instituto de Física da USP, em colaboração com laboratórios internacionais, confirmaram experimentalmente o comportamento de novos materiais: os isolantes topológicos quânticos. O estudo revela que esses materiais podem conduzir corrente elétrica e armazenar informações sem dissipação de energia.
O professor Julio Larrea, coordenador da pesquisa, explicou que, embora o comportamento geral dos elétrons ainda não seja totalmente compreendido, descobertas recentes mostram que eles apresentam propriedades além do comportamento de partículas. No regime quântico, os elétrons manifestam excitações de baixa energia resultantes de flutuações quânticas, uma diferença marcante em relação à física clássica.
Os isolantes topológicos se comportam como isolantes em seu volume, mas como condutores em sua superfície. Larrea destacou que, nesses materiais, o transporte na superfície envolve quasipartículas exóticas que se movem na mesma direção ou spin, permitindo o transporte e armazenamento de energia e informações com redução significativa de processos dissipativos.
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature Communications e revelam que o fenômeno das oscilações quânticas anômalas foi observado em experimentos realizados com o cristal ZrTe5, sob condições extremas de temperatura e campo magnético. Esses achados sugerem que a interação entre energia orbital e spin dos elétrons deve ser considerada em materiais com forte interação spin-órbita.
