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Pesquisadores transformam metal líquido em plasma pela primeira vez

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Os pesquisadores transformaram o metal líquido em plasma, abrindo uma nova abordagem para alcançar a fusão nuclear.

O que é um plasma?

Todos estão familiarizados com as fases comuns da matéria que conhecemos desde o ensino fundamental: sólidos, líquidos e gases. Existem outros estados da matéria, e o estado mais comum da matéria observável do Universo é o plasma.

VEJA TAMBÉM: OS ENGENHEIROS CRIAM ANEL DE PLASMA ESTÁVEL UTILIZANDO UM FLUXO DE ÁGUA E UMA PLACA DE CRISTAL

O plasma é uma massa de elétrons e íons em movimento livre - átomos carregados positivamente que não possuem elétrons - que conduz eletricidade facilmente. Embora não seja normalmente encontrado naturalmente na Terra, podemos gerar plasmas artificiais. A maneira mais comum de fazer isso é aquecer um gás a milhares de graus Fahrenheit, o que retira os átomos de seus elétrons.

É assim que as luzes de néon funcionam; uma corrente elétrica flui e excita o gás neon normalmente inerte dentro de um tubo, que então emite fótons conforme seus elétrons se desprendem.

Plasma Deutério

No entanto, aquecer um gás não é a única maneira de criar um plasma. Os pesquisadores do Laboratório de Laser Energética da Universidade de Rochester (LLE) foram capazes de criar um plasma denso de deutério criando um deutério líquido de alta densidade, primeiro baixando sua temperatura para 21 graus Kelvin (-422 graus Fahrenheit) e depois aumentando rapidamente a temperatura do deutério líquido a quase 180.000 graus Fahrenheit.

Eles conseguiram isso usando os lasers OMEGA da LLE para iniciar uma forte onda de choque através do líquido deutério super-resfriado que comprimiu o líquido a até 5 milhões de atmosfera de pressão.

Em seu estado líquido inicial, o deutério exibe propriedades clássicas de um líquido, mas em densidades mais altas, os elétrons e prótons do deutério precisam assumir certas propriedades descritas apenas na mecânica quântica, ao invés da física clássica. A exceção a isso, entretanto, é no caso de um plasma.

Os pesquisadores foram capazes de monitorar a transição de um líquido superdenso para um plasma quando a amostra começou completamente transparente, mas se transformou em uma substância altamente reflexiva que assumiu uma aparência metálica tradicional.

"Ao monitorar a refletância da amostra em função de sua temperatura, fomos capazes de observar as condições precisas em que este metal líquido simples e lustroso se transformou em um plasma denso", disse Mohamed Zaghoo, pesquisador associado do LLE.

Potencial para fusão

A natureza fundamental desses materiais importa porque essas novas informações podem dar aos pesquisadores o desenvolvimento de modelos de como os materiais conduzem eletricidade, bem como uma melhor compreensão de como a matéria em ambientes extremos do Universo opera, o que poderia abrir a porta para a compreensão de como alcançar o A fonte de energia mais comum do universo: fusão nuclear.

"Este trabalho não é apenas uma curiosidade de laboratório. Plasmas compreendem o vasto interior de corpos astrofísicos, como anãs marrons, e também representam os estados da matéria necessários para alcançar a fusão termonuclear. Esses modelos são essenciais para nossa compreensão de como projetar experimentos para obter a fusão. ", Disse Zaghoo.

A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão de física mês passado.


Assista o vídeo: SEPARAÇÃO DE MISTURAS (Junho 2022).


Comentários:

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