Um átomo cheio de átomos: descoberto um novo estado físico da matéria

Cientistas norte-americanos e austríacos conseguiram provar que, em condições de temperaturas extremas, existe mais um estado físico da matéria: o chamado polarons de Rydberg.

Um estudo, realizado por cientistas norte-americanos e austríacos, revela que, além do estado sólido, líquido, gasoso e plasma, existe o chamado polarons de Rydberg.

Esse estado de matéria é formado a temperaturas ultrafrias, quando um elétron orbita o núcleo a uma distância tão grande que outros átomos acabam ligados dentro da órbita. Todos esses átomos formam um vínculo fraco que gera o polarons de Rydberg.

“Esse não é o tipo de coisa que aprendemos nas aulas de física”, afirmou o cientista Thomas Killian, físico da Universidade de Rice, à Gizmodo. “Esse é um novo mecanismo que só tem vindo a ser estudado nos últimos cinco anos.”

Através de feixes de lasers, os cientistas esfriaram átomos de estrôncio a temperatura próximas do zero absoluto (-273,15ºC) para obter a condensação de Bose-Einstein, com geometrias especiais e, assim, observar a formação de polarons de Rydberg, considerado o novo estado de matéria.

Em seguida, observaram até onde conseguiam afastar o elétron do núcleo desse átomo, criando assim um novo estado de alta energia exótico.

(dr) TU Wien

O elétron (azul) orbita o núcleo (vermelho) e sua órbita inclui muitos outros átomos do condensado de Bose-Einstein (verde)

“A distância média entre o elétron e seu núcleo pode ser tão grande quanto várias centenas de nanômetros”, explicou Joachim Burgdörfer, físico teórico de partículas da TU Wien, na Áustria. Essa distância pode ser até mil vezes maior que o raio de um átomo de hidrogênio e abrigar até 170 átomos de estrôncio.

O fenômeno de condensação e Bose-Einsteins dos átomos só acontece em temperaturas tão baixas que só existiram no início da formação do universo. Nestas condições, a matéria exibe um comportamento quântico.

Segundo os cientistas, esse estudo funciona como uma forma de melhor entender a própria natureza dos átomos que compõem o nosso mundo. Os polarons de Rydberg existem apenas durante alguns microssegundos, mas esse comportamento pode ter implicações importantes.

Esse novo e fraco estado da matéria é uma empolgante e nova possibilidade para investigar a física de átomos ultrafrios”, afirma Burgdörfer. O estudo, que dá pistas de como as partículas em temperaturas extremamente baixas interagem entre si, foi publicado nas Physical Review Letters.

Ciberia // ZAP

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