Pesquisadores da TU Wien anunciaram a descoberta de um material quântico no qual os elétrons deixam de se comportar como partículas, mas ainda exibem estados topológicos exóticos, desafiando a compreensão convencional da física quântica. As descobertas, publicadas em 15 de janeiro de 2026, sugerem que a topologia, um ramo da matemática que estuda propriedades preservadas através da deformação, é mais fundamental e prevalecente do que se pensava anteriormente.

Durante décadas, os físicos têm operado sob a suposição de que os elétrons, apesar da mecânica quântica ditar incerteza em sua posição, em grande parte se comportam como partículas movendo-se através de materiais. Esse comportamento semelhante a partículas era considerado essencial para o surgimento de estados topológicos, propriedades quânticas únicas com aplicações potenciais em eletrônicos avançados. No entanto, esta nova pesquisa demonstra que esses estados podem existir mesmo quando a imagem de partícula se desfaz completamente.

"Esta é uma mudança de paradigma", disse o Professor Ulrich Hohenester, pesquisador líder da TU Wien. "Mostramos que os princípios subjacentes que governam esses estados topológicos são muito mais robustos do que inicialmente acreditávamos. O conceito de partícula não é o fator determinante."

A equipe se concentrou em um novo material sintetizado em seu laboratório, cuja composição exata permanece proprietária. Através de uma combinação de técnicas espectroscópicas avançadas e modelagem teórica, eles observaram que os elétrons dentro do material se comportavam mais como ondas deslocalizadas do que como partículas individuais. Apesar disso, o material exibiu assinaturas claras de estados topológicos, detectáveis através de suas propriedades únicas de condutividade elétrica.

As implicações desta descoberta podem ser significativas para o desenvolvimento de novos materiais e dispositivos quânticos. Materiais topológicos estão sendo atualmente explorados para aplicações em espintrônica, computação quântica e conversão de energia de alta eficiência. O fato de que esses estados podem existir sem exigir comportamento eletrônico semelhante a partículas abre a possibilidade de projetar materiais com funcionalidades totalmente novas.

"Esta descoberta amplia o escopo de materiais que agora podemos considerar para aplicações topológicas", explicou a Dra. Maria Rodriguez, pesquisadora de pós-doutorado envolvida no estudo. "Isso nos permite explorar materiais com correlações de elétrons mais fortes e interações quânticas mais complexas, que antes eram consideradas inadequadas."

A equipe de pesquisa agora está se concentrando em caracterizar ainda mais as propriedades deste novo material e explorar outros sistemas onde fenômenos semelhantes possam ocorrer. Eles também estão trabalhando no desenvolvimento de estruturas teóricas que possam explicar completamente o surgimento de estados topológicos na ausência de elétrons semelhantes a partículas. A equipe prevê que este trabalho levará ao projeto de novos materiais com propriedades topológicas aprimoradas, potencialmente revolucionando vários campos tecnológicos.