Atualizado 2 de junho de 2026
Cientistas da Alemanha descobriram de forma inesperada que átomos vibram em trajetória circular, o que permitirá um salto para controlar o magnetismo e is materiais quânticos.
A pesquisa foi Publicada na Revista Nature Physics.
A ideia de que os átomos não estão apenas “vibrando para frente e para trás” de forma linear, desordenada, mas sim executando uma “dança circular” (uma trajetória quiral), além de representar um conceito técnico e domínio para a matéria, mostra que há harmonia e elegância no mundo micro.
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Veremos a seguir como essa nova propriedade quântica abre um horizonte revolucionário para o controle preciso do magnetismo, prometendo um salto gigantesco no desenvolvimento de materiais quânticos avançados e na próxima geração de computadores. Em texto, imagens e vídeos.
Vídeo 1: Cientistas Viram Átomos Girando… E A Rotação Se Inverteu
Vídeo 2: Uma Breve História do Átomo
Vídeo 3: Os Átomos Foram Torcidos Pela Luz Em Registro Inédito!
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Correção nos livros didáticos: A vibração dos átomos não e linear oscilando para frente e para trás, e sim circular, e mais complexa
Por gerações, os livros didáticos de física descreveram a vibração dos átomos em redes cristalinas de forma previsível e linear — como pequenas esferas presas a molas, oscilando para frente e para trás.
No entanto, uma descoberta surpreendente no campo da mecânica quântica acaba de quebrar esse paradigma clássico. Cientistas do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e do Instituto Fritz Haber da Sociedade Max Planck, observaram, de forma totalmente inédita, que os átomos podem vibrar executando trajetórias estritamente circulares.
Essa “dança quântica” inesperada gera um momento angular e um campo magnético intrínseco na escala atômica que a ciência considerava impossíveis de alcançar dessa maneira.
Fonte: O. Minakova/ SF Maehrlein/ B. Schröder/ HZDR Artigo: https://www.nature.com/articles/s41567-026-03274-8
O avanço não é apenas conceitual: ao compreender e manipular esse movimento circular, a física básica entrega engenharia pura nas mãos da tecnologia, abrindo caminho para um controle absoluto sobre o magnetismo e o design de materiais quânticos revolucionários.
A equipe internacional de pesquisadores observou pela primeira vez, em linha reta, como o momento angular é transferido e conservado dentro de uma rede cristalina.
Utilizando pulsos intensos de laser de terahertz, os pesquisadores conseguiram controlar seletivamente esses processos, o que revelou um efeito surpreendente: durante a transferência do momento angular, o sentido de rotação se inverte – devido à simetria rotacional do material.
Os resultados fornecem novos conhecimentos sobre os fundamentos do magnetismo e abrem possibilidades para o controle preciso de materiais quânticos.
Grandezas conservadas como energia, momento linear e momento angular determinam as leis fundamentais da natureza.
Em um sistema fechado, essas grandezas são sempre conservadas: não podem ser criadas nem destruídas, apenas transformadas ou transferidas.
Embora o momento angular seja familiar no dia a dia, seja através de carrosséis giratórios ou de andar de bicicleta, ele desempenha um papel central no nível quântico – por exemplo, como a origem fundamental do magnetismo.
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Vídeo 1: Cientistas Viram Átomos Girando… E A Rotação Se Inverteu
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Primeira vez em 100 anos: pesquisadores mostram como o momento angular é transferido entre diferentes vibrações da rede cristalina
Há mais de 100 anos, Albert Einstein e Wander Johannes de Haas demonstraram, em seu famoso experimento, que a alteração da magnetização de um material induz uma rotação mecânica mensurável, revelando que o momento angular magnético e o mecânico estão intrinsecamente ligados.
Desde então, pesquisadores têm buscado compreender como o momento angular resultante se distribui dentro de um sólido – em outras palavras, como ele é transferido através da rede cristalina, o arranjo regular dos átomos.
Agora, uma equipe internacional de físicos de Berlim, Dresden, Jülich, Tel Aviv e Eindhoven conseguiu observar esse processo diretamente pela primeira vez.
Os pesquisadores mostram como o momento angular é transferido entre diferentes vibrações da rede cristalina – movimentos coletivos de átomos dentro do cristal.
Suas descobertas fornecem uma base importante para a compreensão de como o magnetismo se estabiliza e se equilibra em sólidos.
Controle personalizado do momento angular com luz laser de terahertz
Além disso, a equipe conseguiu controlar seletivamente a direção de rotação dos movimentos circulares atômicos usando pulsos de laser ultrafortes na faixa espectral de terahertz.
Esses pulsos de laser invisíveis induzem uma vibração específica da rede cristalina a uma trajetória circular, enquanto um segundo pulso de laser ultracurto sonda outra vibração acoplada do cristal.
Ao fazer isso, os pesquisadores observaram um efeito surpreendente: durante a transição entre essas vibrações, a direção do momento angular se inverte.
Esse efeito surge da simetria rotacional especial da rede cristalina: certos estados rotacionais são fisicamente equivalentes, mesmo que girem em direções opostas.
A observação experimental representa, portanto, uma “impressão digital” mecânica quântica direta da conservação do momento angular em sólidos.
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Vídeo 2: Uma Breve História do Átomo
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Descoberta evidencia a elegância das leis da física diretamente nas simetrias da natureza
Para o material quântico investigado aqui, o seleneto de bismuto, surge um quadro incomum: os momentos angulares ligados às vibrações da rede cristalina – os chamados momentos angulares da rede – podem se combinar de tal forma que uma rotação com o dobro da frequência, mas em sentido oposto, é gerada.
Conceitualmente, esse comportamento “1 + 1 = −1” corresponde a um processo denominado Umklapp, no qual o sentido do movimento é efetivamente invertido pela simetria da rede cristalina. Tal processo foi agora demonstrado experimentalmente para o momento angular da rede pela primeira vez.
“Acho extraordinariamente elegante como as leis da física são diretamente ditadas pelas simetrias da natureza”, diz Olga Minakova, pesquisadora de doutorado no Instituto Fritz Haber da Sociedade Max Planck e física experimental principal do estudo.
Sebastian Maehrlein, chefe de departamento do Instituto de Física da Radiação do HZDR, professor da TU Dresden e líder do estudo, acrescenta:
“Para mim, estes são resultados excepcionalmente empolgantes. Descobrimos algo fundamentalmente novo que, esperamos, será incorporado aos livros didáticos.”
Conforme os pesquisadores, foi confirmado experimentalmente a analogia fundamental entre a conservação do momento linear e do momento angular em sólidos. Além disso, estabelecido a fonônica não linear axial como uma ferramenta promissora para o controle ultrarrápido das propriedades dos materiais.
A longo prazo, essas descobertas abrem caminho para o controle direcionado de processos ultrarrápidos em materiais quânticos e podem fornecer novas direções para futuras tecnologias da informação e dispositivos de memória inovadores.
Resumo
- O Fenômeno Inédito: A identificação de que as vibrações atômicas (fônons) podem possuir quiralidade, movendo-se de forma circular em vez de apenas linear.
- Impacto no Magnetismo: Como os átomos carregados se movem em círculos, eles criam microcorrentes que geram efeitos magnéticos poderosos e controláveis em nível atômico.
- Salto Quântico: A descoberta dá aos engenheiros uma nova “ferramenta” para codificar informações e criar materiais que mudam de propriedades elétricas ou magnéticas sob comando.
- Aplicações: Eletrônicos ultraeficientes que quase não dissipam calor e o avanço no hardware da computação quântica.
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Bibliografia
Curadoria Técnica e Análise Audiovisual: Conteúdo Bibliográfico e Audiovisual Selecionado e Validado por Dr. Sergio Almeida Loiola – CV Lattes/CNPq.
Revista Nature Physics
Observation of angular momentum transfer between modes of the crystal lattice.
http://doi.org/10.1038/s41567-026-03274-8
Instituto de Física da Radiação do HZDR
Análise Audiovisual
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