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Ligação da luz com a matéria
Um estado especial de ligação entre átomos, induzido por luz, foi criado em laboratório pela primeira vez.
É essencialmente uma molécula de luz e matéria.
Usando um feixe de laser, pesquisadores demonstraram que é possível fazer com que átomos sejam polarizados de modo que fiquem carregados positivamente de um lado e negativamente do outro. Isso fez com que eles se atraíssem, criando um estado de ligação muito especial - uma ligação muito mais fraca do que a ligação entre dois átomos em uma molécula comum, mas ainda assim mensurável.
"Polarizar átomos individuais com feixes de laser não é nenhuma novidade," disse o professor Matthias Sonnleitner, que lançou as bases teóricas para o experimento. "A coisa crucial sobre o nosso experimento, no entanto, é que conseguimos pela primeira vez polarizar vários átomos juntos de forma controlada, criando uma força atrativa mensurável entre eles."
A atração vem dos próprios átomos polarizados, mas é o feixe de laser que lhes dá a capacidade de se comportar assim, formando a molécula de luz-matéria.
Essa interação poderá ser útil para manipular átomos extremamente frios em experimentos de física quântica, mas o efeito também pode desempenhar um papel na formação de moléculas no espaço, onde pequenas forças podem desempenhar um papel significativo.
Na teoria, esse efeito foi previsto há algum tempo, mas só agora Mira Maiwoger e colegas das universidades Tecnológica de Viena e Innsbruck, na Áustria, conseguiram pela primeira vez medir essa ligação atômica exótica.
Molécula de luz-matéria
Em um átomo eletricamente neutro, o núcleo positivamente carregado é cercado por elétrons, carregados negativamente, que cercam o núcleo atômico como uma nuvem.
"Se você então ligar um campo elétrico externo, essa distribuição de carga muda um pouco," explica o professor Philipp Haslinger, cuja equipe já criou átomos gêmeos. "A carga positiva é ligeiramente deslocada em uma direção, a carga negativa ligeiramente na outra direção, e o átomo de repente tem um lado positivo e um negativo, está polarizado".
A luz é apenas um campo eletromagnético que muda muito rapidamente, então também é possível criar esse efeito de polarização com luz laser. Quando vários átomos estão próximos uns dos outros, a luz do laser polariza todos exatamente da mesma maneira - positivo à esquerda e negativo à direita, ou vice-versa.
Em ambos os casos, dois átomos vizinhos direcionam cargas diferentes um para o outro, levando a uma força atrativa, criando essa espécie de molécula luz-matéria fracamente ligada.
"Esta é uma força atrativa muito fraca, então você deve conduzir o experimento com muito cuidado para poder medi-la," diz Mira Maiwoger. "Se os átomos têm muita energia e estão se movendo rapidamente, a força atrativa desaparece imediatamente. Foi por isso que usamos uma nuvem de átomos ultrafrios".
Bibliografia:
Artigo: Observation of Light-Induced Dipole-Dipole Forces in Ultracold Atomic Gases
Autores: Mira Maiwöger, Matthias Sonnleitner, Tiantian Zhang, Igor Mazets, Marion Mallweger, Dennis Rätzel, Filippo Borselli, Sebastian Erne, Jörg Schmiedmayer, Philipp Haslinger
Revista: Physical Review X
DOI: 10.1103/PhysRevX.12.031018
Fonte: Inovação Tecnológica / 02-08-2022
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=molecula-luz-materia&id=010115220802#.YuxggXZKjmY
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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e
Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou
do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de
Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro:
“Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e
divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space
Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas
e tecnológicas.
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira
(SAB), como astrônomo amador.
Participa também
do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e
Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a
Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF),
e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S
Department of State.
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