24 de fevereiro de 2026 — Uma equipe internacional de físicos demonstrou que vibrações atômicas chamadas fônons quirais conseguem transferir momento angular orbital diretamente para elétrons em um material não magnético, abrindo caminho para dispositivos “orbitrônicos” mais leves, baratos e energeticamente eficientes.
O trabalho, publicado na revista Nature Physics, foi conduzido por pesquisadores da University of Utah, da North Carolina State University e do National High Magnetic Field Laboratory, nos Estados Unidos. Eles batizaram o fenômeno observado de efeito Seebeck orbital, em alusão ao conhecido efeito Seebeck que envolve o spin dos elétrons.
Como o experimento foi realizado
A equipe utilizou cristal de α-quartzo, cujo arranjo helicoidal de átomos confere quiralidade ao material. Sob um gradiente de temperatura, os fônons quirais do quartzo exibem momentos angulares intrínsecos. Os cientistas aplicaram um campo magnético externo apenas para alinhar fônons de “mão” direita e esquerda, atingindo a massa crítica necessária para que o momento orbital fosse transferido aos elétrons.
Para detectar a corrente orbital gerada, finas camadas de tungstênio e titânio foram depositadas sobre o cristal. As variações no sinal elétrico confirmaram a presença do efeito. A técnica dispensa ímãs permanentes, baterias ou tensões elétricas durante a operação, reduzindo custos e complexidade.
Resultados e implicações
Medidas ópticas realizadas no National High Magnetic Field Lab mostraram que os fônons quirais do quartzo produzem um campo magnético substancial, suficiente para influenciar o momento orbital eletrônico mesmo em ausência de materiais ferromagnéticos tradicionais, como ferro ou cobalto. Segundo o coautor Dali Sun, “o processo permite empregar materiais mais abundantes e baratos, sem recorrer a elementos críticos”.
O professor Valy Vardeny, da University of Utah, ressaltou a simplicidade do método: “Não precisamos de ímã, de bateria nem de voltagem — basta um material com fônons quirais”. O estudante de doutorado Rikard Bodin acrescentou que o trabalho cria novas “alavancas” para a engenharia de futuros componentes orbitrônicos.
Imagem: Internet
Os autores afirmam que o mecanismo também deve funcionar em outros materiais quirais, como telúrio, selênio e perovskitas híbridas, mantendo o momento angular orbital por intervalos maiores do que os obtidos em sistemas anteriores.
Com a demonstração do efeito Seebeck orbital em um sistema simples e não magnético, os pesquisadores acreditam ter dado um passo decisivo rumo a dispositivos de processamento de informações baseados no grau de liberdade orbital dos elétrons, potencialmente mais rápidos e eficientes que as tecnologias atuais.
Com informações de Nanowerk
