Cientistas conseguem meter átomos dentro de átomos descobrindo um novo estado da matéria.
Uma equipa de cientistas de diversas universidades um pouco por todo o mundo juntaram-se numa colaboração que conseguiu meter átomos dentro doutros átomos.
O novo estado da matéria chama-se Rydberg Polaron em homenagem ao Físico sueco Jannes Rydberg, um homem que no virar do século 20 teve uma carreira como matemático na banca e nos seguros.
Os seus cálculos actuariais sobre a mediana probabilística da esperança de vida com os cuidados de saúde disponíveis ao nascer (que não pode ser calculada por uma média para ter credibilidade) desdobraram-se em cálculos que previam a existência de átomos estáveis com orbitais, a distância probabilística da nuvem de electrões em relação ao núcleo, ENORMES em relação aos átomos comuns.
Átomo de Hidrogénio com número quântico principal n= 12 e número quântico magnético de m=12. Estes números inteiros, e o número quântico angular, descrevem a morfologia geométrica da difusa nuvem de electrões, ou da quase totalidade do átomo, já que a zona nuclear, por ter muito mais massa, condensa-se numa região muito mais pequena do espaço.
As cores mostram a fase quântica do electrão extremamente excitado, com muito baixa incerteza e alta probabilidade de saltar para muito longe do núcleo.
Ora, misturando estes átomos com um gás extremamente frio, mesmo muito frio, mais frio do que estão a pensar, frio perto do zero absoluto, perto de −273.15 ºC permitiu que fossem inseridos átomos de Rydberg dentro dum gás deste tipo, um condensado bosónico (matéria sem resistência eléctrica) de Bose-Einstein constituído por Estrôncio.
O Rydberg Polaron é a ligação bastante ténue que permite inserir até ao limite teórico de 170 átomos de Estrôncio dentro dum átomo de raio orbital enorme de Rydberg.
Diagrama do novo estado da matéria: os átomos amarelos de Estrôncio conseguem inserir-se entre o núcleo vermelho e a enorme nuvem de electrões azul do átomo de Rydberg.
A energia que liga estes átomos ao átomo casulo de Rydberg é muito ténue, mas pode ser suficiente para existirem nuvens moleculares desta matéria no espaço, dada a sua alta probabilidade de não serem incomodados por radiações que destruam a sua ténue arquitectura.
Teoricamente pensa-se que esta matéria exista no espaço, e agora com a sua descoberta em regime laboratorial, este modelo de Rydberg, previsto no século 19, demonstra a sua viabilidade.
Os cientistas recorreram ao laser para manipularem os átomos de Rydberg de forma a que estes envelopassem os do gás de Bose-Einstein, e revelaram essa inserção por espectroscopia, calculando a baixa energia que os liga.
Na passada, descobriram um novo estado da matéria.
O Rydberg Polaron é a energia de ligação desta obra de arte da culinária atómica e dá o nome ao novo bolo material que se formou.
O mecanismo que permitiu esta receita deve-se ao facto dos átomos de Estrôncio serem electricamente neutros, e assim produzirem uma força mínima no electrão.
Sem embargo, o electrão é ainda assim ligeiramente disperso nos átomos neutros, mas não chega a saltar da sua orbital, pelo que a ligação ténue que se estabeleceu entre o átomo gigante de Rydberg e os átomos inseridos no seu interior é designada por Rydberg Polaron.
Com esta descoberta demonstra-se ser viável estudarem-se as propriedades dos condensados de Bose-Einstein a escalas muito pequenas e com enorme precisão.
Outra via de investigação será a do tipo de interacções entre os próprios Polarons.
Na Astrofísica surge um modelo viável para se descobrirem nuvens de gases ultra frios com estas propriedades.
E quem desenvolve gases bosónicos desenvolve sistemas de transmissão eléctrica tanto de impulsos de dados de informação, como de electricidade para uso na rede, sem os problemas típicos causados pela resistência dos materiais dos fios condutores, desenvolvendo a fibra óptica.
É uma descoberta com muitos átomos dentro dum átomo e com muitas aplicações em diversos domínios da Física.
Os ombros do Gigante desta descoberta estão na foto abaixo:
Janne Rydberg, o excelente Físico sueco calculou uma fórmula que permitia explicar as linhas espectrais dos átomos de Hidrogénio e as de outros elementos. Estava muito curioso pelo aumento do peso atómico na Tabela Periódica, e publicou a hoje famosa fórmula de Rydberg em 1888.
A descoberta está a ser considerada como um enorme avanço na Física sub-atómica, dada a sua natureza multi-disciplinar.
3 comentários
Olá Francisco, os gases condensados de Bose-Einstein são condutores eléctricos perfeitos pelo que não surgem as normais perdas de energia nas redes eléctricas, que podem ultrapassar 20% da energia injectada na rede.
Nos dados pode-se enviar muitos mais dados com a mesma fibra óptica, logo a capacidade aumenta de forma muito pronunciada.
Bosónico significa que esta matéria obedece à estatística de Bose, o Físico indiano que as descobriu em conjunto com Einstein. Os bosões como o fotão que medeiam o electromagnetismo também.
As aplicações dos condensados de Bose-Einstein estão a ser desenvolvidos para os computadores quânticos e para as redes de transmissão de dados e de electricidade.
O desafio é reproduzir a sua total condutividade a temperatura ambiente.
E de facto não cai do céu, provém antes de mais de 100 anos de trabalhos dos cientistas, tal como o computador donde escreve.
Cumprimentos.
O Universo é poroso mesmo. Descobri isso trinta anos atrás.
“E quem desenvolve gases bosónicos desenvolve sistemas de transmissão eléctrica tanto de impulsos de dados de informação, como de electricidade para uso na rede, sem os problemas típicos causados pela resistência dos materiais dos fios condutores, desenvolvendo a fibra óptica.”
Fiquei com a sensação de que este parágrafo caiu do céu, não percebi nada e não vejo o que leva a estas ilações, pode explicar?