“Efeitos de frustração geométrica em antiferromagnetos desordenados com clusters” é denominada a tese de doutorado, de autoria do Prof. Mateus Schmidt, a qual recebeu o Prêmio de Melhor Tese de Doutorado da Sociedade Brasileira de Física (SBF) na área de física estatística e computacional. O trabalho premiado pela SBF foi elaborado junto ao Grupo de Teoria da Matéria Condensada e defendido em 2020 no Programa de Pós-Graduação em Física, sob orientação do professor Fábio Mallmann Zimmer, ambos lotados no Centro de Ciências Naturais e Exatas da Universidade Federal de Santa Maria.

A vida em sociedade depende muito de dispositivos tecnológicos, como computadores e celulares. Nas últimas décadas, a capacidade de processar, armazenar e transferir dados cresceu significativamente, e este desenvolvimento foi possível graças à compreensão do comportamento dos materiais que executam essas funções. Em particular, o estudo das propriedades magnéticas dos materiais têm cumprido um papel central no progresso tecnológico recente; sendo utilizados, por exemplo, em dispositivos de armazenamento de dados, como os discos rígidos dos computadores. Contudo, apesar do progresso realizado nos últimos anos, essa classe de materiais permanece como uma fonte de problemas desafiadores com diversas aplicações em potencial. 

A tese do atual doutor em Física Mateus Schmidt é dedicada ao estudo teórico de sistemas magnéticos em que está presente a frustração – associada à incapacidade do sistema em satisfazer simultaneamente todas as interações entre os seus constituintes. O trabalho propõe descrever, a partir do estudo de diversos modelos, como a presença de frustração geométrica (um tipo especial de frustração, associada à geometria da estrutura cristalina do material) afeta o comportamento de diferentes materiais magnéticos.

De acordo com o pesquisador, frustração por si só, é um conceito relativamente simples de compreender, pois se refere a uma situação conflitante na qual é preciso fazer uma escolha, como dormir um pouco mais pela manhã ou optar pela pontualidade nos compromissos. Nesse contexto, a impossibilidade de satisfazer ambas as necessidades pode levar à frustração. A física utiliza esse conceito de frustração para nomear uma característica encontrada em alguns sistemas.

Uma das principais contribuições da tese diz respeito a um fenômeno conhecido como transição inversa, ou seja, quando um material magnético apresenta uma transição de fase que segue uma ordem inversa à convencional. Anteriormente, acreditava-se que a frustração geométrica impediria as transições inversas. “Nossos resultados teóricos indicam que, embora dificulte, a frustração geométrica não impede o fenômeno. Isso, de certa forma, mostra que o número de sistemas físicos em que as transições inversas podem ser encontradas é mais amplo do que se pensava”, afirma Mateus. 

Conheça a trajetória do docente pesquisador

Natural de Três Passos, município localizado a 297 km ao norte de Santa Maria e a cerca de 500 km da capital gaúcha, Mateus iniciou seus estudos em 2010, no curso de Física – Licenciatura EaD, oferecido pela UFSM. Em 2013, concluiu o Bacharelado em Física no Campus da UFSM de Santa Maria, onde também realizou mestrado e doutorado. Hoje, é professor do Departamento de Física e orientador do Programa de Pós-Graduação em Física. 

O interesse pelo assunto que originou a sua tese de doutorado começou ainda na iniciação científica, quando realizou os seus primeiros estudos sobre sistemas magnéticos frustrados. Desde o primeiro contato, ficou claro que havia um grande número de problemas em aberto e que era possível utilizar diferentes ferramentas da mecânica estatística para contribuir com a área de pesquisa. 

Ao falar da sua trajetória, o docente destaca a importância da política de interiorização do ensino superior, que acompanha a UFSM desde sua fundação, facilitando o acesso e promovendo a expansão da rede universitária: “Toda minha formação superior é fruto dessa política. Sem essa oportunidade, dificilmente eu teria contato com uma formação superior em Física.” 

Para o professor Mateus, o prêmio recebido é também um reconhecimento da excelência da pesquisa realizada no PPG em Física da UFSM. “Um dos grandes aprendizados do doutorado é que a ciência é resultado de um trabalho colaborativo, algo feito por muitas mãos e através das gerações”, e conclui que é dessa mesma forma, através da colaboração, que pretende contribuir para a formação de outros profissionais a seu alcance, seja no CCNE ou em outros Centros de Ensino da UFSM .

Para mais informações, acesse a tese disponível no repositório da UFSM.

Texto: Jéssica Medeiros, acadêmica de jornalismo 

Revisão e Edição: Natália Huber