Exciton parece o nome uma substância química inventada em uma revista de história em quadrinhos.
No entanto, este é um nome científico real, inventado há 50 anos para descrever um novo tipo de matéria, que os cientistas acreditavam existir, mas que não conseguiam provar, até agora.
Físicos da Universidade de Illinois anunciaram que agora foi possível demonstrar que o exciton realmente existe, classificando a descoberta como “de importância cósmica”.
Em um artigo publicado em 8 de dezembro, pesquisadores revelaram como finalmente conseguiram provar a existência desse novo tipo de matéria e assim começar a responder a algumas questões de longa data, estudando cristais de metal com uma nova técnica especial.
Mas entender como é o exciton não é tão simples como lidar com as estruturas de moléculas ou átomos, que podem ser visualizadas com os modelos de bola e linha nos laboratórios de química da escola secundária, ou com os diagramas de anel eletrônico ao redor dos átomos.
Exciton está sujeito às regras do mundo estranho e maravilhoso da física quântica, onde coisas como as enigmáticas “ondas probabilísticas” podem existir simultaneamente como ondas e partículas, desafiando a lógica humana regular e a física newtoniana.
De acordo com os pesquisadores, o exciton é composto de “buracos” energéticos feitos por elétrons que escapam de suas posições.
As estranhezas do reino quântico geralmente não são vistas diretamente neste mundo, ficando confinadas no nível atômico e sendo capazes de atuar apenas nos reinos de partículas pequenas como os elétrons.
No entanto, em certas situações, essas estranhezas podem atingir níveis físicos, violando as leis da física ensinadas no ensino médio.
Os supercondutores e superfluidos são exemplos desses fenômenos em que as leis regulares da física newtoniana parecem olhar para outro lado e podemos então ver o mundo quântico borbulhar até o nosso.
Exciton é o que se conhece como um “condensado” que, assim como os superfluidos ou supercondutores, está sujeito a efeitos quânticos.
Physicists excited by #ILLINOIS team's confirmation of a new form of matter, excitonium https://t.co/y7xElAbhPE pic.twitter.com/3iESDgB6YF
— Univ. of Illinois (@Illinois_Alma) December 8, 2017
“Excitons são partículas formadas em uma estranha combinação mecânica quântica, ou seja, por um elétron que escapou e pelo buraco que ele deixou”, escreveu Siv Schwink, porta-voz do Departamento de Física da Universidade de Illinois.
Os pesquisadores desenvolveram uma técnica para estudar cristais metálicos, o que lhes permitiu medir os elétrons combinados e seus “buracos” de uma nova maneira. Eles foram capazes de detectar cinco vezes algo conhecido como “fase do plasma macio” que, segundo eles, é a “arma fumegante” que prova a existência do exciton e que nunca antes havia sido observado.
“Este resultado tem um significado cósmico”, afirmou o professor de física Peter Abbamonte, responsável pelo projeto, em um comunicado de imprensa da universidade. “Desde que o termo” ‘excitonium’ foi inventado na década de 1960 pelo físico teórico de Harvard, Bert Halperin, os físicos têm tentado provar sua existência”.
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