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Cientistas propõem colisor que transforma luz em matéria

Equipe de físicos britânicos dizem ter solucionado problema da geração de matéria através da colisão de dois fótons, teoria proposta há 80 anos.

6 anos atrás

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De todas as tecnologias demonstradas em Star Trek que possuem fundamentos técnicos para se tornarem realidade (excluindo as que já alcançamos, claro), talvez a mais fascinante seja a dos replicadores de matéria. Eles funcionavam com a mesma base dos teleportadores, que a grosso modo são copiadoras. O replicador não precisaria do elemento original, pois as especificações já estariam inseridas no banco de dados. Bastaria selecionar um café, e o reator de matéria/antimatéria da Enterprise se encarregaria do resto.

A equação que Albert Einstein desenvolveu sobre a relação entre matéria e energia nos diz que E = MC2. Isso já foi comprovado, o problema é aplicar na prática. Para criar um prato de lasanha "do nada" por exemplo seria preciso uma quantidade absurda de energia, entretanto é a mesma quantidade de energia contida na lasanha. Por isso, bastaria colidir meia porção de matéria com meia porção de antimatéria, seguir a receita e voilá, temos um almoço quentinho.

Porém como conseguiríamos os elementos cruciais? Uma teoria formulada há 80 anos atrás dizia que isso seria possível colidindo fótons. Agora cientistas dizem ter solucionado a questão, tendo a mão tecnologias disponíveis hoje.

Em 1934 Gregory Breit e John Wheeler descobriram que em raríssimas ocasiões, a colisão de dois fótons a uma velocidade altíssima resultaria na criação de um elétron e um pósitron, seu equivalente em antimatéria. Entretanto eles não consideraram que ela poderia ser comprovada tão cedo, já que a ocorrência do evento era muito rara e por isso, "seria inútil observar a formação do par em testes de laboratório". De fato levou 80 anos para que três físicos do Imperial College em Londres solucionassem o problema, propondo a utilização de lasers de alta potência e outros equipamentos disponíveis hoje.

O equipamento em questão é chamado de colisor fóton-fóton e o processo segue três etapas distintas. Primeiro, um feixe de elétrons é disparado contra uma lâmina de ouro, a fim de produzir um raio fotônico de alta energia. A seguir, outro laser seria disparado contra um cilindro de ouro chamado hohlraum. Isso cria um campo de radiação térmica, gerando uma luz tão intensa quanto a das estrelas. Por fim o feixe de fótons é direcionado ao hohlraum, onde os fótons das duas fontes colidiriam.

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Segundo os cálculos apresentados, o experimento força uma quantidade de partículas com energias tão altas que seriam capazes de criar 100 mil pares de elétrons-pósitrons. O artigo foi publicado na Nature Photonics.

Oliver Pike, um dos principais pesquisadores diz que o método é uma das melhores demonstrações práticas da relação de Einstein, que diz que matéria e energia são duas faces da mesma moeda. Segundo ele, "o método Breit-Wheeler é o meio mais simples de se criar matéria a partir da luz, e uma das mais puras demonstrações da equação E = MC2".

A previsão é que a equipe possa demonstrar o experimento dentro de 12 meses, e ainda assim o processo é bem complexo. É preciso obviamente de instalações que disponham de lasers absurdamente potentes, como o Omega em Rochester, Nova York, ou o Orion em Aldermaston, Berkshire. E obviamente ainda demorará muito para tomarmos um café produzido via replicadores, mas o segundo passo foi dado, mesmo 80 anos depois do primeiro.

Fonte: N.

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