Os elétrons são partículas elementares com carga negativa que formam camadas em torno dos átomos e dos íons. Esta definição poderá exigir uma complementação.
© Revista Física (ilustração da quarta propriedade do elétron)
Muitos físicos acreditam que os elétrons têm um momento de dipolo elétrico permanente. Como os pólos magnéticos norte e sul de um ímã, existem também dois pólos elétricos. Um momento de dipolo elétrico geralmente é criado quando cargas positivas e negativas são separadas espacialmente. No caso dos elétrons, a situação é muito mais complicada porque os elétrons não deveriam ter realmente qualquer dimensão espacial.
Apesar disso, muitas teorias físicas vão além do Modelo Padrão da física de partículas elementares e de fato baseiam-se na existência de um momento de dipolo. E não são teorias quaisquer, são teorias que tentam explicar como o Universo foi criado.
Segundo as teorias mais aceitas atualmente, há cerca de 13,7 bilhões de anos, o Big Bang teria criado quantidades iguais de matéria e de antimatéria.
Mas matéria e antimatéria destroem-se mutuamente. Logo, nada deveria ter permanecido. Na realidade, porém, criou-se muito mais matéria do que antimatéria.
Um momento de dipolo elétrico do elétron poderia explicar este desequilíbrio.
Até agora, porém, ninguém conseguiu provas da existência deste suposto momento de dipolo, eventualmente porque as técnicas atuais simplesmente não são sensíveis o suficiente.
Mas um pequeno pedaço de cerâmica está para mudar toda essa história. Marjana Lezaic e Konstantin Rushchanskii, da Universidade da Califórnia em Santa Barbara, nos Estados Unidos, projetaram essa cerâmica simulando o comportamento quântico dos átomos em um supercomputador.
A cerâmica é o titanato de bário-európio (Eu0.5Ba0.5TiO3), que tem algumas propriedades muito especiais, permitindo a realização de medições 10 vezes mais sensíveis do que foi feito até hoje. Isto deverá ser suficiente para localizar o momento de dipolo elétrico do elétron.
A ideia é usar um magnetômetro SQUID, o sensor magnético mais sensível já construído, para medir a magnetização do pedaço de cerâmica quando ele for submetido a um campo elétrico.
Como um momento elétrico não pode ser medido diretamente, os cientistas esperam demonstrar uma mudança na magnetização quando o campo elétrico é invertido. Isto seria um indício da existência do elusivo momento do dipolo elétrico.
© Nature Materials (reversão de dipolo do elétron)
Se o campo elétrico for invertido, os momentos de dipolo dos elétrons serão revertidos, levando, consequentemente, a uma mudança simultânea mensurável na magnetização.
Em um elétron, um dipolo elétrico só pode ser orientado paralelamente ou antiparalelamente ao spin do elétron. Em um campo elétrico, a maioria dos elétrons são orientados de tal forma que seu momento dipolo é paralelo ao campo. Poucos são orientados na outra direção.
Isso deve levar a uma magnetização mensurável. Se o campo elétrico for invertido, os momentos de dipolo dos elétrons serão revertidos, levando, consequentemente, a uma mudança simultânea mensurável na magnetização.
Se não existir um momento de dipolo elétrico, a magnetização deverá permanecer inalterada.
Uma equipe da Universidade de Praga, na República Tcheca, já sintetizou e caracterizou o material em laboratório, confirmando as propriedades calculadas pelos colegas norte-americanos.
Mas o cobiçado momento de medir o dipolo do elétron ainda não chegou. "Efeitos indesejados ainda estão inibindo as medições," conta Lezaic, sem esconder a decepção. "Mas estamos trabalhando intensamente na melhoria do material."
Fonte: Nature Materials
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