A maior temperatura atingida em laboratório

Cientistas atingiram a temperatura  de 4 trilhões de graus Celsius, a  mais alta da história em laboratório, quente o suficiente para desintegrar a matéria e transformá-la no tipo de sopa que existiu milionésimos de segundos depois do nascimento do Universo.

© Plasma quark-glúon

Eles usaram um acelerador de partículas gigante do Laboratório Nacional de Brookhaven, do Departamento de Energia dos Estados Unidos, em Nova York, para bater íons de ouro na produção de explosões ultra-quentes, que duraram apenas milésimos de segundos. Esse procedimento irá ajudar a elucidar por que e como o Universo foi formado.

"Essa temperatura é alta o suficiente para derreter prótons e nêutrons", disse Steven Vigdor, do Brookhaven, em uma entrevista coletiva num encontro da Sociedade Americana de Física, em Washington. Essas partículas formam átomos, mas elas próprias são formadas por componentes menores chamados quarks e glúons.

Os físicos buscam agora minúsculas irregularidades capazes de explicar por que a matéria acumulou nessa sopa quente primordial.

Eles também esperam usar seus achados em aplicações mais práticas, como no campo da "spintrônica", que tem como objetivo desenvolver peças de computador menores, mais rápidas e mais potentes.

Eles usaram o RHIC (Colisor Relativístico de Íons Pesados), um acelerador de partículas com 3,8 quilômetros de comprimento e que está a 4 metros abaixo do solo em Upton, em Nova York, para colidir íons de ouro bilhões de vezes.

© RHIC

"O RHIC foi projetado para criar matéria nas temperaturas encontradas inicialmente no Universo antigo", disse Vigdor. Eles calculam que a temperatura de 4 trilhões de graus se aproxima muito disso.

O centro do nosso Sol mantém-se a 15 milhões de graus, o ferro derrete a 1.800 graus e a temperatura média do Universo é atualmente de 2,7 graus acima do zero absoluto. O artigo será publicado na Physical Review Letters.

 Fonte: Brookhaven National Laboratory

Novo processo para fusão nuclear em plasma

Um experimento que reproduziu em laboratório as características dos campos magnéticos da Terra e de outros planetas pode abrir caminho para o desenvolvimento de novos processos de fusão nuclear, segundo um estudo publicado pela revista "Nature Physics".

Os pesquisadores do Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) e da Universidade de Columbia, em Nova York, utilizaram um ímã de meia tonelada, mantido em "levitação" por meio de outro ímã, para conseguir controlar o plasma (gás ionizado). O plasma, quarto estado da matéria está em toda parte no universo: em estrelas, nos ventos solares, na ionsfera, em raios. É constituído por partículas carregadas eletricamente: íons e elétrons.

© LDX (Levitated Dipole Experiment) 

No "Levitated Dipole Experiment" ("Experimento Dipolo Levitante"), realizado no MIT, o ímã supercondutor, resfriado a -269°C com hélio líquido, controlou os movimentos de um plasma aquecido, que estava em um compartimento adjacente.

A turbulência gerada produziu uma concentração mais densa de plasma, uma etapa crucial para fazer com que os átomos se fundam ao invés de aumentar sua dispersão, como ocorre normalmente.

Observado durante a interação de plasmas com os campos magnéticos da Terra ou de Júpiter, este tipo de concentração sob efeito de um campo magnético "jamais havia sido recriado em laboratório", afirmou o MIT.

Este enfoque "pode dar origem a uma via alternativa para a fusão nuclear", destacou Jay Kesner, do MIT, um dos coordenadores do projeto LDX junto com Michael Mauel, da Universidade de Columbia.

Fonte de resíduos radioativos, a fissão nuclear nas centrais utilizadas atualmente consiste em partir os núcleos dos átomos. Por outro lado, se passarem por um processo de fusão, é possível conseguir uma fonte de energia limpa.

Fonte: Nature Physics

Cientistas conseguem dar nó em feixe de luz

Uma equipe de físicos britânicos conseguiu dar vários nós em feixes de luz, em uma experiência inédita relatada em artigo na revista científica Nature Physics.

Segundo os especialistas, o feito foi possível graças à chamada "Teoria dos Nós", um ramo da matemática abstrata inspirado nos nós cotidianos, como os de cordas e sapatos.

 

© Nature Physics (vórtices ópticos em hologramas)

"Em um feixe, o fluxo de luz no espaço é semelhante ao das águas de um rio", explicou Mark Dennis, da Universidade de Bristol e principal autor do estudo. "Apesar de correr em uma linha reta, a luz também pode fluir em voltas e redemoinhos, formando linhas no espaço chamadas de vórtices ópticos. Ao longo desses vórtices, a intensidade da luz é zero. Toda a luz à nossa volta é cheia dessas linhas negras, apesar de não podermos vê-las", disse.

Os vórtices ópticos podem ser criados com hologramas que direcionam o fluxo de luz.

Neste estudo, a equipe desenhou hologramas usando a teoria dos nós. E com esses hologramas, conseguiram criar nós em vórtices ópticos.

Para os cientistas, a compreensão de como controlar a luz tem importantes implicações para a tecnologia a laser usada em vários campos, da medicina à indústria.

"O sofisticado desenho de hologramas necessário para a nossa experiência mostra um avançado controle óptico, o que pode sem dúvida vir a ser usado em futuros aparelhos a laser", disse Miles Padgett, da Universidade de Glasgow.

Fonte: BBC Brasil e Nature Physics

A máquina do Big Bang

O maior acelerador de partículas do mundo em atividade o LHC (Grande Colisor de Hádros), localizado no Centro Europeu de Investigação Nuclear (CERN), custou 3,76 bilhões de euros e deve permitir progressos sobre o conhecimento da matéria e a origem do Universo. O circuito mede nada menos que 27 km e está 100 metros sob a terra, em uma região da fronteira entre França e Suíça, passando pelo território dos dois países.

© LHC

Em 30 de novembro de 2009 bateu o recorde mundial com 1,18 TeV (trilhões de eletronvolts) superando o anterior de 0,98 TeV, alcançado pelo colisor Tevatron do Fermi National Accelerator Laboratory, nos Estados Unidos. Posteriormante, atingiu uma energia jamais vista de aceleração de feixes de prótons de 2,36 TeV, permitindo o choque de mais de um milhão de partículas. Este evento constitui um importante marco no caminho rumo à energia de até 7 TeV (3,5 TeV por feixe), preparando o acelerador para atingir a energia de  14 TeV.

Quando o acelerador operar em plena potência e as primeiras colisões de prótons a velocidade próxima a da luz for atingida, possibilitará recriar os instantes posteriores ao Big Bang, o que dará informações valiosas sobre a formação do Universo e confirmará ou não a teoria da física de partículas, baseada no Bóson de Higgs.

A existência dessa partícula, que deve seu nome ao cientista Peter Higgs que há 45 anos previu sua existência, considera-se indispensável para explicar por que as partículas elementares têm massa e por que as massas são tão diferentes entre elas.

© ATLAS

Outro experimento ousado será a criação de mini buracos negros produzidos nas colisões próton-próton, que serão detectados pelo ATLAS (A large Toroidal LHC ApparatuS). Estes mini buracos negros serão imediatamente deteriorados gerando outras partículas, este processo é conhecido como radiação Hawking, prevista pelo astrofísico inglês Stephen Hawking.

Fonte: CERN