5258: Físicos engarrafaram o plasma mais frio do mundo

CIÊNCIA/FÍSICA


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Uma equipa de físicos da Universidade Rice, nos EUA, descobriu uma forma de prender o plasma mais frio do mundo no interior de uma garrafa magnética.

O objectivo da equipa da universidade norte-americana era entender como se comporta a sopa de electrões e iões, a que chamamos de plasma, num campo magnético.

Com a ajuda de estrôncio arrefecido a laser, o investigador Tom Killian e os estudantes Grant Gorman e MacKenzie Warrens fizeram um plasma de cerca de 1 grau acima do zero absoluto (ou, aproximadamente, -272 graus Celsius), e prenderam-no com as forças dos ímanes à sua volta.

Esta foi a primeira vez que investigadores conseguiram confinar magneticamente plasma ultra-frio.

A experiência forneceu “um ambiente de teste limpo e controlável para estudar plasmas neutros em locais muito mais complexos, como a atmosfera do Sol ou estrelas anãs brancas”, disse Killian, professor de física e astronomia, em comunicado. “É muito útil ter um plasma tão frio e sistemas de laboratório limpos.”

Stephen Bradshaw, co-autor do artigo científico publicado na Physical Review Letters, considera que este estudo é especialmente esclarecedor no que diz respeito aos fenómenos de plasma no Sol, uma vez que, em toda a atmosfera, o seu forte campo magnético “altera tudo de forma subtil, mas complicada”, capaz de confundir os cientistas.

Uma nuvem de plasma ultrafria (amarelo) em rápida expansão confinada por um íman quandrípolo

De acordo com Killian, prender o plasma com os ímanes foi um desafio porque o campo magnético destrói o sistema óptico que os físicos usam para observar os plasmas ultra-frios. Além de tornar a tarefa muito mais espinhosa, os campos magnéticos também mudam dramaticamente em todo o plasma.

“Temos de lidar não apenas com um campo magnético, mas com um campo magnético que varia no espaço, de uma forma razoavelmente complicada, para entender os dados e descobrir o que está a acontecer no plasma”, resumiu o líder da investigação.

O comportamento do plasma também é influenciado pelo campo magnético, o que torna esta técnica de captura muito útil. O vento solar é um exemplo na natureza que poderia beneficiar deste salto na investigação, já que quando quando o plasma do vento solar atinge a Terra, interage com o campo magnético do nosso planeta, mas os detalhes dessas interacções ainda não são claros.

O responsável pela pesquisa acrescentou ainda que a configuração magnética quandrípolar que os cientistas usaram para engarrafar o plasma é semelhante aos designs que os cientistas de energia de fusão desenvolveram na década de 1960. Tal como o plasma ultra-frio, o plasma para a fusão (que precisa de ter cerca de 150 milhões de graus Celsius) é muito difícil de conter magneticamente.

No fundo, há muitas perguntas não respondidas sobre de que forma o plasma e os campos magnéticos interagem e se influenciam um ao outro. “Observar tudo num plasma de laboratório bom e puro poderia ajudar-nos a entender melhor como interagem as partículas com o campo”, rematou Bradshaw.

Por Liliana Malainho
5 Março, 2021