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LASER MAIS POTENTE DA HISTÓRIA CRIOU ‘SEM QUERER’ UM “BURACO NEGRO” NA TERRA

LASER MAIS POTENTE DA HISTÓRIA CRIOU SEM QUERER UM BURACO NEGRO NA TERRA

Cientistas da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, criaram um “buraco negro” artificial usando o laser de raios X mais potente já criado.

Segundo um artigo publicado na revista Nature, cientistas do SLAC National Accelerator Laboratory da Universidade de Stanford, nos EUA, bombardearam uma pequena molécula com o Linac Coherent Light Source, o raio laser de raios X mais poderoso do mundo, transformando-a num “buraco negro molecular” que atrai toda a matéria que o rodeia.

Um buraco negro é um corpo estelar que resulta normalmente da implosão de uma estrela que está morrendo, e tem uma massa tão fortemente concentrada que a sua gravidade “infinita” atrai para si toda a matéria – seja ela em forma de partícula ou onda luminosa – que se encontre nas suas proximidades.

“No decorrer de uma experiência recente, foi usado um raio laser 100 vezes mais intenso do que o que se obteria se concentrássemos num ponto minúsculo toda a luz do Sol que atinge a Terra num dado instante”, explicou em comunicado o físico Artem Rudenko, investigador da Kansas State University e co-autor do estudo.

Os cientistas usaram espelhos especiais para focar o feixe de raios X do Coherent num ponto com 100 nanômetros de diâmetro, fazendo-o incidir numa amostra com átomos de xenon (54Xe), elemento gasoso cujos átomos têm 54 elétrons, e dois tipos de moléculas com átomos de iodo (53I), cujos átomos têm 53 elétrons.

Estes tipos de átomos pesados e de arranjos moleculares são importantes em reações biológicas, e os cientistas usam-nos frequentemente para aumentar o contraste em análises de espectrofotometria e cristalografia, mas nunca tinham sido usados átomos com uma massa atômica tão elevada.

Aplicando seletivamente o intenso raio laser concentrado sobre elétrons específicos dos átomos e moléculas da amostra, os cientistas pretendiam na sua experiência expulsar esses elétrons da sua órbita, criando “átomos ocos” apenas com um número mínimo de elétrons, com ligações eletrônicas mais fortes.

Baseados no conhecimento de estudos anteriores com raios X menos energéticos, os cientistas esperavam que os elétrons das camadas exteriores dos átomos “caíssem” em cascata para as camadas mais interiores, apenas para serem eles próprios expulsos do átomo pelos raios X subsequentes. E foi exatamente isso que aconteceu – quer com os átomos de xenon, quer com as moléculas com átomos de 53I.

Mas, para surpresa dos cientistas, no caso das moléculas com átomos de 53I, o processo não parou por aí, e os átomos de iodo – que ficaram com uma forte carga positiva depois de perder a maior parte dos seus elétrons – continuaram a “sugar” os elétrons dos átomos de carbono e hidrogênio das moléculas de que faziam parte, ejetando-os também, um a um.

Em vez de perder 47 dos seus 53 elétrons, como esperava-se, o iodo de um dos tipos de moléculas ejetou 54 elétrons, incluindo os que tinha arrancado aos átomos vizinhos, criando um nível de interrupção não só maior que o esperado, mas de uma natureza completamente diferente – a que se poderia chamar um… “buraco negro molecular”.

O iodo do outro tipo de moléculas, por sua vez, ejetou mais de 60 elétrons, entre os seus próprios e os que arrancou aos átomos vizinhos, mas os cientistas não conseguiram determinar com precisão exata quantos elétrons foram “arrancados” antes que as moléculas simplesmente explodissem.

“Os resultados desta experiência podem trazer avanços importantes, por exemplo na área da análise espectrofotométrica, ou na farmacologia”, diz Mike Dunne, diretor do Linac Coherent Light Source.

“Os nossos resultados vão nos permitir construir um modelo físico do efeito da radiação nas moléculas, que nos ajudará a prever o seu impacto em outros sistemas”, diz Daniel Rolles, investigador da Kansas State University e co-autor do estudo.

É sempre bom saber dos avanços que a ciência nos traz todos os dias. Mas não deixará de ser angustiante, para alguns, saber que um grupo de cientistas muito bons, com um laser muito forte, criaram um buraco negro muito pequeno – e que o fizeram por acaso.

O estudo está disponível neste link: Femtosecond response of polyatomic molecules to ultra-intense hard X-rays

O comunicado da SLAC está disponível neste link: The World’s Most Powerful X-ray Laser Beam Creates ‘Molecular Black Hole’


Meio Info/Zap/Nature/SLAC
Imagem: Reprodução internet


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