Materiais extremamente quentes mostram sua temperatura fazendo a torção.
Um novo estudo sugere que alguns materiais se comportam estranhamente quando são muito mais quentes que o ambiente. Impulsionados por elétrons girando e mergulhando no nariz, eles se enrolam como parafusos de saca-rolhas.
Mas essas descobertas são teóricas e ainda precisam ser comprovadas experimentalmente, disse o principal autor do estudo, Mohammad Maghrebi, professor assistente da Michigan State University. A pesquisa de Maghrebi e sua equipe começou com uma pergunta simples: o que aconteceria se você cutucasse um material fora de equilíbrio com o ambiente?
Os objetos irradiam constantemente fótons ou partículas de luz. Quando em equilíbrio, nas mesmas condições, como a temperatura e o ambiente, os objetos ejetam fótons na mesma taxa em que absorvem os outros.
Este é "o tipo de ciência com a qual estamos mais familiarizados", disse Maghrebi. Mas quando a temperatura fora de um objeto é menor que a temperatura desse objeto, a coisa é desequilibrada e, em seguida, "coisas interessantes podem acontecer".
Para certos tipos de materiais, aquecer ou resfriar o ambiente leva os objetos a irradiar não apenas energia na forma de fótons, mas também o que é chamado de momento angular - ou a tendência de um objeto em rotação para continuar girando, disse Maghrebi.
Embora os fótons não girem, eles têm uma propriedade chamada "spin", disse Maghrebi. Essa rotação pode ser descrita como +1 ou -1. Objetos quentes que são expulsos de equilíbrio irradiam fótons com a mesma rotação (quase todos +1 ou quase -1). Essa sincronia de fótons puxa todo o material do objeto na mesma direção, levando a esse torque ou movimento de torção.
No entanto, os cientistas sabiam que apenas ser mais quente que o ambiente não seria suficiente para sincronizar as rotações dos fótons e causar essa distorção.
Então eles concentraram sua teoria em um tipo especial de material chamado isolador topológico, que tem uma corrente elétrica ou elétrons fluindo em sua superfície. Este material é mais quente que o ambiente, mas também possui "impurezas magnéticas".
Essas impurezas influenciam os elétrons na superfície, de modo que eles preferem uma rotação (os elétrons também têm rotação) sobre a outra. As partículas então transferem sua rotação preferida para os fótons liberados, e o material torce, disse ele.
Em princípio, você teria um efeito semelhante para qualquer material, desde que aplique um campo magnético a ele, disse Maghrebi. Mas na maioria dos outros materiais, esse campo precisaria ser "muito, muito, muito grande, e isso não é realmente possível".
Maghrebi disse que espera que outras equipes testem essas previsões teóricas usando experimentos. Se isso é apenas uma descoberta física interessante ou algo que pode ter algum tipo de aplicação, isso não está claro.
"Na verdade, não sei se pode haver alguma aplicação interessante", disse Maghrebi. Mas "parece o tipo de coisa que pode ter algumas aplicações".
Os resultados foram publicados em 1º de agosto na revista Physical Review Letters.
Nota do Editor: Este artigo foi atualizado para esclarecer que qualquer trabalho experimental futuro seria conduzido por outras equipes, não por Maghrebi e sua equipe, todos físicos da teoria.
