Observando estados exóticos de quasipartículas no supercondutor kagome CsV₃Sb₅

Uma equipe de pesquisa, liderada pelo Prof. Hao Ning dos Institutos de Ciências Físicas de Hefei da Academia Chinesa de Ciências e em colaboração com a Universidade de Anhui e a Universidade de Ciência e Tecnologia da China, identificou dois estados exóticos de quasipartículas no supercondutor kagome CsV₃Sb₅. Entre as descobertas, destaca-se um estado de Kondo próximo a um átomo de cromo (Cr) com quebra completa de simetria espacial. Os resultados deste estudo foram publicados recentemente na revista Nature Physics.

O composto CsV₃Sb₅ tem atraído interesse crescente na comunidade científica devido à sua estrutura cristalina incomum e aos complexos fenômenos quânticos que exibe. Apesar do progresso, as evidências da quebra da simetria de reversão do tempo neste material permanecem em debate, e o mecanismo fundamental de sua supercondutividade ainda não é totalmente compreendido. Nesse contexto, o estudo da resposta do material à introdução de impurezas de um único átomo oferece uma abordagem promissora para investigar essas questões.

Para investigar essas propriedades, a equipe utilizou um microscópio de tunelamento de varredura (STM) operando em campo magnético alto e temperatura ultrabaixa. Com essa técnica avançada, os pesquisadores investigaram sistematicamente impurezas magnéticas e não magnéticas introduzidas artificialmente no material, além de analisar as vagas intrínsecas de vanádio presentes na estrutura.

Notavelmente, o padrão espacial dessas ressonâncias revelou uma quebra de todas as simetrias de espelho no plano da rede kagome. Este efeito não pode ser explicado por ordens convencionais, como a onda de densidade de carga ou a nematicidade eletrônica, mas se alinha com modelos teóricos que preveem interações complexas e quebras de simetria no material.

Adicionalmente, nas proximidades de vagas de vanádio, que exibem um caráter fracamente magnético, os pesquisadores observaram um pico pronunciado de condutância de polarização zero dentro da lacuna supercondutora. Este modo de energia zero coexiste com estados ligados convencionais, mas se destaca por sua robustez espacial e por apresentar um comportamento que se aproxima da condutância quantizada.

Essas descobertas são cruciais para a compreensão dos fenômenos quânticos em CsV₃Sb₅. A identificação de um estado de Kondo com quebra de simetria espacial e a observação de modos de energia zero robustos fornecem evidências importantes para desvendar os mecanismos subjacentes à supercondutividade e à possível quebra de simetria de reversão do tempo neste material. O estudo não apenas elucida a complexa interação entre impurezas e a ordem eletrônica, mas também abre novas perspectivas para a exploração de estados exóticos de quasipartículas em supercondutores kagome.