Estudo da Universidade do Minho revela que a eletricidade em materiais quânticos é mais previsível | Peneda Gerês TV

12 de abril, 2026.

José Manuel Carmelo, investigador da Escola de Ciências da Universidade do Minho, publicou recentemente um estudo na revista Reports on Progress in Physics que demonstra como a eletricidade em materiais quânticos se comporta de forma mais regular e previsível do que o previsto por teorias anteriores. A investigação, realizada no Centro de Física das Universidades do Minho e do Porto, clarifica o transporte de carga em sistemas de baixa dimensão, revelando que a movimentação destas partículas segue regras controladas, o que poderá impactar diretamente o desenvolvimento de tecnologias de eletrónica avançada e a criação de novos materiais semicondutores.

O trabalho teórico liderado pelo professor catedrático aposentado utiliza a analogia de uma multidão a sair de um recinto desportivo para explicar o fenómeno. Em vez de uma dispersão caótica e instantânea, as partículas avançam de forma faseada e organizada. Segundo José Manuel Carmelo, o foco da investigação incide sobre o transporte de carga a temperaturas finitas no chamado modelo de Hubbard em uma dimensão. Este modelo descreve materiais formados por cadeias moleculares pouco acopladas e sistemas de átomos superfrios produzidos de forma artificial em laboratório.

Estudo da Universidade do Minho revela que a eletricidade em materiais quânticos é mais previsível

Até à publicação deste estudo, a comunidade científica internacional trabalhava com a hipótese de que a eletricidade em materiais quânticos poderia sofrer um fenómeno de superdifusão, espalhando-se de forma quase imediata. O investigador da Universidade do Minho esclarece que a constante de difusão caracteriza o transporte de carga e que, se esta for infinita, o transporte é considerado superdifusivo. O docente sublinha que, embora até aqui se considerasse que essa constante de difusão de carga era infinita, o seu trabalho demonstra que ela é, na verdade, finita.

A divergência entre as interpretações anteriores e esta nova descoberta reside numa propriedade específica do sistema que tinha sido negligenciada. O investigador aponta que as análises precedentes não tomaram em consideração uma simetria translacional U(1) do modelo associada à abertura de um hiato de energia que impede o transporte superdifusivo. Esta correção teórica, que contou também com contributos de Pedro Sacramento, do Instituto Superior Técnico, prova que o movimento é mais estável do que a ciência supunha até agora.

Embora o caráter deste trabalho seja fundamentalmente teórico, as implicações práticas são vastas. A descoberta fornece dados cruciais sobre o comportamento de átomos ultrafrios em temperaturas próximas do zero absoluto, permitindo um maior controlo sobre sistemas experimentais. Ao clarificar o debate internacional sobre a previsibilidade dos sistemas quânticos, a investigação da Escola de Ciências da UMinho estabelece as bases para compreender a eletricidade em materiais quânticos ao nível microscópico, um passo essencial para tornar a eletrónica do futuro mais eficiente e estável.