Átomo de rádio é resfriado a laser para ser usado como amplificador nuclear

3 min de leitura
Imagem de: Átomo de rádio é resfriado a laser para ser usado como amplificador nuclear
Avatar do autor

Engana-se quem pensa que os lasers só podem ser usados para aquecer coisas. Já faz algum tempo que os cientistas encontraram formas de usar essa tecnologia para resfriar – às vezes, em níveis absurdos – materiais, e a última delas foi um único átomo de rádio, elemento radioativo que consiste no elemento alcalino mais pesado do planeta e o único que ainda não havia sido resfriado através de lasers. E o que isso tem de mais? Siga conosco, que já vamos explicar!

Como?

De acordo com o site Futurity, o experimento foi conduzido por cientistas da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara (EUA), que construíram uma “armadilha” especial para capturar o átomo carregado (ou seja, um íon de rádio) com campos elétricos. Para o resfriamento propriamente dito, os pesquisadores levaram em consideração que cada estado energético que um átomo pode apresentar possui uma frequência de ressonância específica e que, quando seu estado de energia é elevado, o átomo é aquecido – e acontece o contrário ao ser diminuído.

(Fonte: UC Santa Barbara/Mingyu Fan/Reprodução)

Pois, é possível usar lasers para forçar um átomo a fazer a transição de um estado a outro, e os pesquisadores ajustaram um desses equipamentos para operar em uma frequência abaixo da de ressonância do átomo de rádio, fazendo com que seu estado se tornasse menos energético e, consequentemente, o íon fosse resfriado – quase ao zero absoluto durante os testes.

Pode parecer que foi fácil, mas não foi, não! Para começar, depois de construir a armadilha, os pesquisadores tiveram que determinar os parâmetros corretos para capturar e esfriar o íon, tudo isso contando com apenas uma amostra inicial de apenas 10 microgramas de rádio para realizar os testes. Para se ter ideia, foram quase 2 anos até que o time finalmente conseguisse aperfeiçoar a técnica para resfriar o átomo.

E aí?

Segundo o Futurity, os cientistas acreditam que aquecer ou resfriar o rádio de forma controlada pode permitir que eles explorem teorias e até façam descobertas além do Modelo Padrão da Física de Partículas. Mais especificamente, os pesquisadores explicaram que o núcleo desse elemento possui um formato bastante peculiar – parecido com o de uma pera –, e ele tem apenas dois estados nucleares possíveis, separados por uma quantidade de energia bastante baixa.

(Fonte: Futurism/CERN/Reprodução)

Sendo assim, as características observadas no rádio tornam seu núcleo supersensível ao que os cientistas chamam de “violação da simetria CP”. Resumidamente, as letras “CP” correspondem ao termo Simetria de Carga, que se baseia no conceito de que as Leis da Física permaneceriam as mesmas se substituíssemos partículas de carga positiva por de carga negativa, e Simetria de Paridade, que se refere ao conceito de que as mesmas leis não mudariam se ocorressem inversões especulares, ou seja, trocas na orientação das partículas.

Só que as violações se dão, e elas poderiam explicar a razão de existir mais matéria do que antimatéria no Universo, por exemplo, mas esse tipo de ocorrência é algo que jamais chegou a ser observado em nenhum átomo ou molécula até agora. Então, poder detectá-las poderia ajudar a responder vários mistérios da Física – e a dar origem a novas teorias.

Amplificador nuclear

Voltando ao átomo de rádio, se os cientistas estiverem certos, o elemento, ademais de ser um excelente candidato para a realização de testes e permitir que novas formas de interação e até novas partículas sejam descobertas – caso os estados nucleares desse elemento sejam manipulados –, o íon de rádio se tornaria um “amplificador nuclear”, oferecendo mil vezes mais sensibilidade à detecção de violações de simetria do que os demais sistemas em uso atualmente.

(Fonte: YaaBoot/Reprodução)

E, se tudo correr bem, o resfriamento a laser talvez possa permitir que átomos de rádio também sejam introduzidos no interior de moléculas para que os cientistas possam sintetizar novos compostos. Esses, por sua vez, aumentarão ainda mais o poder de identificação de violações e, a partir daí, quem sabe quais teorias e novidades podem surgir?

Primeiro, será necessário que novos testes sejam conduzidos para que as propriedades básicas dos íons de rádio sejam devidamente medidas – algo que não pôde ser feito ainda por não ter sido possível resfriar o átomo até agora –, mas a expectativa é de que essa etapa dos experimentos seja concluída em apenas 1 ano. Depois, que venham as descobertas!

Comentários

Conteúdo disponível somente online
Veja também
Átomo de rádio é resfriado a laser para ser usado como amplificador nuclear