Por Petra Pastl

Uma equipe da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) fez uma descoberta surpreendente sobre o comportamento de partículas minúsculas chamadas skyrmions, que só podem ser vistas com equipamentos muito sofisticados. A pesquisa, intitulada Emergent Self-Propulsion of Skyrmionic Matter in Synthetic Antiferromagnets (em tradução livre: “Auto-propulsão emergente da matéria de skyrmions em antiferromagnetos sintéticos”), foi desenvolvida pelo professor Clécio Clemente de Souza Silva (Departamento de Física), pelo doutorando Matheus V. Correia (Programa de Pós-Graduação em Física) e pelo professor Juan Carlos Piña Velásquez (Núcleo de Tecnologia do Centro Acadêmico do Agreste/CAA, localizado em Caruaru). 

O estudo foi publicado no dia 18 de agosto deste ano na Physical Review Letters (PRL), uma das revistas científicas mais importantes do mundo na área de física, onde recebeu a distinção de Sugestão do Editor, concedida apenas a trabalhos de impacto excepcional. A descoberta também foi destaque no Physics Magazine, publicação internacional que explica grandes avanços da ciência para a comunidade acadêmica. Para ler os artigos na íntegra, acesse Physical Review Letters e Physics Magazine. 

De forma simples, os skyrmions são “redemoinhos” de magnetismo que existem dentro de certos materiais. O que os pesquisadores descobriram é que, quando recebem energia, pares desses redemoinhos passam a se mover sozinhos, de maneira parecida com bactérias. Eles se expandem e se contraem, se aproximam e se afastam, e esse movimento faz com que avancem em alta velocidade, mesmo em ambientes “difíceis”, cheios de obstáculos.

O comportamento observado lembra muito a estratégia de algumas bactérias marinhas, que param por um instante, invertem o caminho e depois continuam a se mover, o que as ajuda a explorar melhor o ambiente em busca de recursos. No caso dos skyrmions, esse padrão surge naturalmente, sem que seja preciso programá-los, o que abre um caminho promissor para a criação de nanodispositivos inteligentes — partículas que poderiam, por exemplo, navegar de forma autônoma dentro de materiais ou até mesmo dentro do corpo humano no futuro.

Outro campo que pode se beneficiar dessa descoberta é o da computação neuromórfica, uma tecnologia inspirada no funcionamento do cérebro. Nesse tipo de sistema, informações podem ser processadas com muito menos gasto de energia em comparação com os computadores atuais. O movimento espontâneo e eficiente dos skyrmions poderia ajudar a construir dispositivos que consomem pouca energia e funcionam de forma mais parecida com as redes neurais biológicas.

A pesquisa mostra, portanto, que a natureza ainda é uma grande fonte de inspiração para a ciência. Assim como as bactérias desenvolveram estratégias sofisticadas para sobreviver em ambientes hostis, os skyrmions demonstraram que também conseguem se mover de forma surpreendente, unindo física e biologia em um mesmo avanço científico.

Mais informações
Professor Clécio Clemente de Souza Silva 
clecio.cssilva@ufpe.br