Supercondutividade é otimizada usando apenas o espaço vazio, o vácuo quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/10/2026 O nada que mexe com a matéria Pesquisadores demonstraram pela primeira vez que o "não-vazio do vácuo" permite fortalecer a supercondutividade, abrindo um novo caminho para a obtenção de supercondutores mais eficientes e um melhor controle de estados incomuns da matéria. Na linguagem cotidiana, o vácuo significa algo como um espaço completamente vazio. A física quântica, porém, apresenta um quadro bem diferente: De acordo com a eletrodinâmica quântica e o princípio da incerteza de Heisenberg, mesmo o estado de energia mais baixo nunca é perfeitamente estático. Nesse ambiente, agora rebatizado de "vácuo quântico", partículas virtuais aparecem e desaparecem continuamente, criando um pano de fundo sempre presente de flutuações quânticas. Zheyan Wang e seus colegas de uma equipe internacional fizeram mais do que confirmar novamente que essas flutuações não são meramente teóricas: Eles as utilizaram para gerar um aumento de 5,4% na supercondutividade apresentada por um material. "Observamos que a temperatura crítica pode aumentar em até 5,4% em um dispositivo de NbSe2 de seis camadas, enquanto a corrente crítica e o campo magnético crítico são significativamente aprimorados perto da transição supercondutora. Esta é a primeira observação experimental da supercondutividade aprimorada por flutuações do vácuo," disse o professor Guanghui Cheng, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China. "As flutuações do vácuo no espaço livre são geralmente muito fracas para produzir efeitos observáveis em sistemas macroscópicos de matéria condensada," destacou seu colega Changgan Zeng. "Para superar essa limitação, introduzimos um ressonador de anel dividido em terahertz. Essa cavidade escura pode remodelar o ambiente eletromagnético e amplificar substancialmente as flutuações do vácuo." O feito contou com a colaboração do cientista brasileiro Gabriel Cardoso, da Universidade Federal do Paraná. Vacuotrônica Estudando as flutuações do vácuo quântico em sistemas de matéria condensada, os pesquisadores já haviam demonstraram que é possível manipular diretamente essas flutuações usando um campo magnético para alternar reversivelmente a força de Casimir entre atração e repulsão. Agora eles conseguiram usar essas mesmas flutuações para controlar materiais macroscópicos. Para isso, eles introduziram o conceito de "vacuotrônica", no qual ambientes de vácuo especialmente projetados são usados para controlar o comportamento de elétrons (eletricidade) e fótons (óptica ou fotônica). Para testar a ideia experimentalmente, a equipe colocou o supercondutor NbSe2 dentro de uma cavidade escura de terahertz, criando um sistema acoplado no qual o material supercondutor interagia com o ambiente eletromagnético especialmente projetado dentro da cavidade. Quando compararam o comportamento supercondutor do material dentro e fora da cavidade, os pesquisadores descobriram que a colocação do supercondutor na cavidade aumentou significativamente sua temperatura crítica de supercondutividade, a temperatura abaixo da qual o material entra em seu estado supercondutor. Usando o vácuo como ferramenta Esta demonstração altera o modo como pensamos sobre o vácuo. Em vez de servir apenas como um pano de fundo vazio, o vácuo quântico pode ser engenheirado para influenciar o comportamento da própria matéria. "Na maior parte da física prática, o vácuo serve meramente como o palco passivo no qual os fenômenos se desenrolam. Este trabalho mostra que o próprio pano de fundo pode se tornar um agente ativo, projetado para fortalecer a supercondutividade e remodelar o comportamento da matéria quântica," disse o professor Frank Wilczek, do MIT. A vacuotrônica fortalece a supercondutividade sem a necessidade de estimular diretamente o material com uma fonte de energia externa - basta remodelar o ambiente de vácuo circundante, criando uma técnica sem contato para influenciar um estado quântico da matéria. Isso transforma as flutuações do vácuo em um novo mecanismo de controle útil, e não apenas para os supercondutores, mas também para outros materiais quânticos. "Com a otimização adicional das estruturas de cavidade e dos sistemas de materiais, o acoplamento das flutuações de vácuo poderá permitir um controle mais pronunciado e amplamente aplicável dos estados quânticos," disse o professor Zeng.