Laser mais potente da história cria – sem querer – um buraco negro na Terra

DESY/Science Communication Lab

Um raio laser ultraintenso expulsa tantos elétrons do átomo de Iodo (dir.) que o átomo começa a arrastar elétrons do resto da molécula (esq.) - apenas para os expulsar também

Um raio laser ultraintenso expulsa tantos elétrons do átomo de Iodo (dir.) que o átomo começa a arrastar elétrons do resto da molécula (esq.) – apenas para os expulsar também

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 laser de raios-X mais poderoso do mundo, a transformando em um “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 moribunda, e tem uma massa concentrada tão fortemente que sua gravidade “infinita” atrai toda a matéria – seja ela em forma de partícula ou onda luminosa – que se encontre nas proximidades.

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

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

Este tipo de átomos pesados e de arranjos moleculares são importantes em reações biológicas, e os cientistas os usam 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 experiência tirar esses elétrons de 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 o que aconteceu: tanto com os átomos de xenônio, como 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 o esperado, o iodo de um dos tipos de moléculas ejetou 54 elétrons, incluindo os que tinha arrancado dos átomos vizinhos, criando um nível de disrupção não só maior que o esperado, mas de uma natureza completamente diferente; o que poderia ser chamado de buraco negro molecular.

O iodo do outro tipo de molécula, por sua vez, ejetou mais de 60 elétrons, entre os próprios e os que arrancou dos átomos vizinhos, mas os cientistas não conseguiram determinar com precisão exatamente quantos elétrons foram tirados de órbita antes que as moléculas simplesmente explodissem.

“Os resultados da 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 seu impacto em outros sistemas”, diz Daniel Rolles, pesquisador da Kansas State University e coautor 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.

// ZAP

COMPARTILHAR

DEIXE UM COMENTÁRIO:

Pais gays viram alvo de investigações na Rússia

Alguns anos atrás, o advogado Vladimir (nome modificado), morador de uma grande cidade russa, decidiu ter um filho com o auxílio de uma mãe de aluguel. Sua família inteira ficou contente quando uma menina nasceu. …

Líbano: Saad Hariri volta ao posto de primeiro-ministro para formar novo governo

Saad Hariri foi nomeado novamente primeiro-ministro do Líbano, com o desafio de chegar a um acordo com as várias forças políticas do país e formar um governo capaz de realizar as reformas necessárias para …

Alunos incentivam câmeras ligadas para que professores não ‘falem’ com telas em branco

Para amenizar a sensação de solidão de professores em aulas online, alunos norte-americanos começaram a usar o TikTok para incentivar mais estudantes a abrirem as câmeras durante encontros educacionais à distância. A usuária da rede social …

Identificada a causa da maior extinção em massa na história da Terra

A vida na Terra tem uma história longa, mas também extremamente turbulenta. Em mais de uma ocasião, a maioria de todas as espécies foi extinta e uma biodiversidade já altamente desenvolvida reduziu para um mínimo …

Cães farejadores de covid: eficazes e baratos, mas esnobados

A Europa está em pânico em meio ao segundo surto de covid-19, com taxas de contágio explodindo e os PIBs despencando. A Bélgica acaba de anunciar que não mais testará cidadãos assintomáticos, mesmo que tenham …

Bolsonaro é avaliado positivamente por 37% da população, diz pesquisa

Entre os que souberam do dinheiro na cueca do senador Chico Rodrigues (52%), 74% não mudaram sua avaliação sobre o presidente Bolsonaro. Os que mais mudaram de opinião foram os pesquisados com ensino superior (26%) …

Tribunal Constitucional da Polônia invalida direito ao aborto por malformação do feto

O Tribunal Constitucional da Polônia invalidou nesta quinta-feira (22) uma disposição que permitia a interrupção voluntária da gravidez (IVG) em caso de malformação do feto. Uma vez que a decisão entre em vigor, apenas o …

Estudo descobre 1,8 bilhão de árvores no deserto do Saara e no Sahel

Um estudo publicado na revista Nature descobriu que na região do Saara Ocidental e no Sahel, há mais de um bilhão de árvores. No meio da aridez do local, a surpreendente descoberta colocou um novo …

Guerra Fria 2.0 entre EUA e China será uma batalha tecnológica, dizem especialistas

A batalha mundial pelo domínio da alta tecnologia está cada vez mais centrada em EUA e China. Com confronto aberto no caso da Huawei, especialistas do clube Valdai alertam para uma longa guerra fria tecnológica …

Combate à corrupção reduz mortalidade infantil, aponta estudo

Auditorias anticorrupção realizadas em municípios brasileiros entre 2003 e 2015 reduziram a mortalidade infantil. Esta é a principal conclusão de um estudo, conduzido por pesquisadores da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, que relacionou o …