LK

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O frenesi dos supercondutores, explicou.

Encontrando as melhores maneiras de fazer o bem.

Nos últimos dias, tenho recarregado freneticamente as contas do Twitter para tentar aprender o máximo possível sobre o LK-99, o suposto supercondutor de temperatura ambiente e pressão ambiente que uma equipe de físicos baseados na Coreia do Sul afirma ter identificado.

Isso talvez tenha acontecido uma semana depois de eu ter aprendido o que é um supercondutor ou por que é importante que ele esteja à temperatura ambiente ou à pressão ambiente. Mas em poucos dias passei da ignorância quase total à alegria absoluta com as possibilidades que a tecnologia promete. Desde que, claro, seja real.

Você também pode fazer essa jornada da ignorância à vertigem. Os detalhes de como fabricar e investigar materiais supercondutores são incrivelmente complexos, e o trabalho em questão é feito por grandes equipes de físicos que operam na vanguarda da área. Mas a ciência que explica por que isso é importante é, em comparação, relativamente simples.

A supercondução à temperatura ambiente, se possível, abre a porta para avanços tecnológicos surpreendentes. Poderia tornar a transmissão de eletricidade muito mais eficiente; resultam em baterias elétricas de carregamento mais rápido e de maior capacidade; permitir energia de fusão nuclear prática e isenta de carbono; e tornar a computação quântica – computadores capazes de resolver problemas demasiado complexos até mesmo para os computadores mais rápidos existentes – viável numa escala muito maior.

Um supercondutor amplamente útil e fácil de fabricar, capaz de funcionar em temperaturas normais, seria um enorme avanço. Vários comentaristas compararam-no à invenção do transistor em 1947, uma tecnologia sem a qual as décadas de progresso subsequente na computação não teriam sido possíveis. Mesmo que o LK-99 em si não seja tão inovador, o seu surgimento reavivou o interesse público na supercondução em geral e serve como um lembrete útil de quão valioso o progresso nesta área poderia ser.

Vamos começar com o básico; se você é eletricista ou se lembra mais da física do ensino médio do que eu, fique à vontade para pular esta parte. (Desculpas, Sr. Mehrbach, esqueci tudo isso.)

A eletricidade flui mais facilmente através de alguns materiais do que de outros. Se um material transporta eletricidade facilmente, é chamado de condutor; caso contrário, é um isolante. A maioria dos metais são condutores muito bons, e o cobre, em particular, é muito bom, e é por isso que é tão frequentemente usado em fios elétricos. (A prata é ainda melhor, mas muito mais cara.) Vidro, plástico e madeira são bons isolantes. Estou usando termos como “muito bom” e “muito bom” porque a condutividade é um espectro. O cobre não transmite cargas elétricas perfeitamente; oferece alguma resistência, o que significa alguma perda de eletricidade ao longo do caminho, muito menos do que a maioria dos materiais.

No extremo do espectro estão os supercondutores, que oferecem resistência literalmente zero e condutividade perfeita. Que tais materiais existam é meio selvagem. Os condutores normais tornam-se mais condutivos à medida que esfriam e menos à medida que aquecem, mas a mudança é contínua. Os supercondutores, por outro lado, têm limites rígidos chamados “temperaturas de transição”, nos quais um material repentinamente se torna um supercondutor. Além do mais, a teoria por trás do funcionamento da maioria dos supercondutores (“teoria BCS”, uma sigla dos sobrenomes dos físicos por trás dela) é surpreendentemente simples e elegante.

“É uma das teorias mais bonitas que se pode ter sobre matéria condensada”, disse-me Lilia Boeri, professora de física na Universidade Sapienza de Roma e importante pesquisadora em supercondutividade. “É um pouco como mágica. Funciona lindamente.”

Os físicos sabem que os supercondutores existem desde 1911, e uma série de tecnologias existentes, como máquinas de ressonância magnética, seriam impossíveis sem eles. Mas sempre houve um problema. Até à data, os únicos supercondutores conhecidos têm de ser extremamente frios (chumbo, por exemplo, supercondutos a 447 graus Fahrenheit negativos) ou feitos de materiais que só se formam a pressões extremamente elevadas. (Bastante alto – um artigo recente altamente controverso sugeriu um material que se forma a 10.000 vezes a pressão atmosférica, cerca de 10 vezes a pressão no fundo do Oceano Pacífico, e os céticos consideram esse valor suspeitamente baixo para fazer um supercondutor). Tornar as coisas superfrias e/ou aplicar muita pressão a elas requer uma energia considerável, o que, por sua vez, corrói alguns dos benefícios que você obtém de um supercondutor.