Magnetismo e supercondutividade costumam ser propriedades mutuamente exclusivas — para que uma delas ocorra, a outra geralmente desaparece, exceto em situações muito raras. Contudo, um estudo recente publicado na revista Nature quebra esse paradigma ao descrever um “supercondutor quiral” capaz de conduzir eletricidade sem resistência e, simultaneamente, exibir magnetismo intrínseco.

O mais impressionante é que essa forma incomum de supercondutividade foi identificada em um material bastante comum e conhecido: o grafite, usado em lápis e lubrificantes. O grafite é formado por camadas de grafeno, folhas extremamente finas de carbono com apenas um átomo de espessura. Essas camadas se empilham com facilidade, mas também podem se separar facilmente, o que explica como o grafite deixa marcas no papel ou atua como lubrificante.

Material encontrado

Normalmente, as camadas de grafeno se organizam em um padrão repetitivo, mas às vezes surgem pequenas áreas onde o empilhamento assume uma configuração distinta, conhecida como romboédrica, que lembra uma escada com degraus deslocados. Quando cinco dessas “camadas em escada” estão presentes, ocorre o surpreendente fenômeno da coexistência entre supercondutividade e magnetismo.

Uma equipe do MIT, liderada por Tonghang Han, resfriou essas pilhas de quatro a cinco folhas de grafeno a temperaturas próximas do zero absoluto (300 milikelvins, cerca de -273 ºC). Sob essas condições, o material apresentou supercondutividade, permitindo a agem de corrente elétrica sem qualquer resistência.

Potencial supercondutor e magnético

A maior surpresa ocorreu quando, ao submeter os flocos de grafite a um campo magnético externo com polos alternados, o próprio material mudou entre dois estados supercondutores distintos, como se invertesse seus polos magnéticos. Isso indica que o supercondutor possui magnetismo interno e inerente — um fenômeno nunca antes visto com tanta clareza.

Esse comportamento inédito desafia a ideia tradicional de que supercondutores não toleram campos magnéticos. Para os pesquisadores, esta é a primeira demonstração direta de um supercondutor que se comporta como um ímã, o que pode abrir novas fronteiras na física dos materiais e em tecnologias futuras.