Físicos dispararam laser contra átomos de hélio e fizeram dois elétrons quebrarem juntos um limite que a física considerava praticamente intransponível

O que você vai ver

•  Qual é o limite da física que o experimento desafiou.
•  Como os pesquisadores fizeram dois elétrons agirem juntos.
•  Por que esse efeito apareceu só no hélio e não em outros gases.
•  Que instituições e pesquisadores estão por trás da descoberta.
•  Para que pode servir esse novo tipo de emissão de luz.

Uma equipe de físicos da Universidade Técnica de Viena e da Universidade da Califórnia em San Diego disparou pulsos intensos de laser ultravioleta contra átomos de hélio e observou uma emissão de raios X em energias que, segundo a teoria estabelecida há décadas, simplesmente não deveriam existir.

Qual limite da física foi desafiado?

A teoria convencional prevê um limite de energia para os raios X produzidos quando luz laser intensa atinge átomos: esse limite vem de um único elétron arrancado do átomo, acelerado pelo campo do laser e depois lançado de volta contra o átomo de origem, processo que define até onde a emissão de luz consegue chegar antes de ficar fraca demais para ser detectada.

Como os pesquisadores uniram dois elétrons?

A equipe retirou, um depois do outro, os dois elétrons de átomos de hélio e, ajustando os pulsos de laser com precisão, conseguiu fazer com que ambos retornassem ao átomo exatamente ao mesmo tempo, liberando sua energia em conjunto; o resultado foi um novo platô de emissão, mais fraco, mas situado em energias de fóton bem acima da faixa que a teoria de um único elétron previa como limite.

Por que o efeito só apareceu no hélio?

Quando a equipe repetiu o experimento com argônio e neônio, o sinal extra de alta energia não apareceu, o que levou os autores a atribuir o fenômeno à forte correlação entre os dois elétrons do hélio, uma característica praticamente única desse átomo que não se repete da mesma forma nos gases mais pesados testados.

Quem está por trás da descoberta?

O trabalho foi liderado pelo professor Tenio Popmintchev, do Instituto de Fotônica da Universidade Técnica de Viena, e pelo pós-doutorando Dimitar Popmintchev, em colaboração com pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego, dando continuidade a uma linha de pesquisa iniciada na própria universidade vienense nos anos 1990 por Ferenc Krausz, cientista premiado com o Nobel de Física em 2023.

Para que pode servir essa descoberta?

Os pesquisadores apontam que essa emissão pode funcionar como uma sonda espectroscópica sensível para estudar, em escala de attosegundos, como elétrons se correlacionam dentro de um átomo, princípio que pode se estender a moléculas e materiais sólidos com elétrons fortemente interligados, com possíveis aplicações futuras em computação quântica e no desenho de nanomateriais mais avançados.

Experimentos que levam a física a limites considerados praticamente intransponíveis também aparecem na reportagem sobre o laser mais intenso já criado para enxergar proteínas pequenas.

Mais detalhes sobre a pesquisa estão disponíveis na reportagem original do ScienceDaily.

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