Os supercondutores, capazes de conduzir eletricidade sem perdas, são indispensáveis para computadores quânticos, ressonâncias magnéticas ou trens de levitação magnética. Mas esses materiais só funcionam em temperaturas extremamente baixas, o que limita seu uso. Encontrar um supercondutor operacional à temperatura ambiente é considerado o Santo Graal da física moderna.
Uma equipe internacional de cientistas acaba de dar um passo decisivo nessa busca. Combinando inteligência artificial com cálculos de física quântica avançada, eles desenvolveram um método que permite examinar bilhões de combinações de materiais para identificar as mais promissoras.
A abordagem já trouxe frutos: dois novos supercondutores foram descobertos, batizados de YRu3B2 e LuRu3B2. Esses materiais devem suas propriedades a uma estrutura geométrica particular, chamada rede kagome, que recebe o nome de um padrão de cestaria japonesa.
YRu3B2 e LuRu3B2 devem sua supercondutividade a elétrons formando bandas planas em uma rede kagome, nomeada a partir de um padrão hexagonal de cestaria japonesa.
Crédito: Esa Kapila A maior dificuldade na pesquisa de supercondutores reside no número quase infinito de ligas possíveis. Dos cerca de 7.000 materiais já identificados como supercondutores, a maioria foi descoberta por acaso. Os cálculos teóricos para prever se um composto pode se tornar supercondutor são tão pesados que foram realizados apenas para uma vintena deles. A nova estratégia do consórcio SuperC muda o jogo: um algoritmo de aprendizado de máquina pré-seleciona os candidatos mais interessantes antes de realizar os cálculos quânticos detalhados, reduzindo consideravelmente o tempo e os recursos necessários.
O professor Päivi Törmä, que lidera a colaboração, explica que esse método pode acelerar de forma espetacular a descoberta de novos materiais. Com o aprendizado de máquina, torna-se possível processar bilhões de combinações químicas, enquanto as abordagens clássicas chegavam ao máximo de algumas centenas. Os pesquisadores puderam assim se concentrar nas estruturas mais promissoras, como a rede kagome, onde os elétrons formam "bandas planas" que favorecem o surgimento da supercondutividade.
Uma vez estabelecidas as previsões teóricas, a equipe da Universidade Rice, liderada pela professora Emilia Morosan, sintetizou os dois novos materiais em laboratório. Os testes confirmaram que eles eram de fato supercondutores, validando o método. Essa prova de conceito, publicada na revista
Physical Review Research, abre caminho para uma pesquisa muito mais sistemática e rápida dos supercondutores.
O objetivo final continua sendo a descoberta de um supercondutor funcionando à temperatura ambiente. Um material assim poderia transformar o armazenamento e o transporte de eletricidade, reduzindo consideravelmente o consumo energético mundial ao eliminar as perdas. O consórcio SuperC, fundado em 2023, estabeleceu como meta alcançar isso até 2033. Graças à aliança da inteligência artificial e da física quântica, essa busca pode ser bem-sucedida mais cedo do que o esperado.
Fonte: Physical Review Research