Fonte: UOL
Quando o centro de laser mais poderoso do mundo entrar em ação no final do mês uma pequena estrela nascerá na Terra.
O Centro Nacional de Ignição (NIF, na sigla em inglês), no Estado americano da Califórnia, terá como um de seus objetivos estudar ciências físicas e planetárias e examinar, no conforto do laboratório, fenômenos distantes, como a formação de planetas ou as violentas explosões que dão origem a estrelas, chamadas de supernovas.
"Para entender onde estamos no universo e do que somos feitos, é preciso entender a explosão das estrelas", disse o professor Paul Drake, da Universidade de Michigan.
Ele é um entre vários pesquisadores esperando para testar suas teorias usando o centro que demonstrará ainda as possibilidades da fusão nuclear, a reação que está no centro do sol e que é uma potencial fonte de energia abundante e limpa para o planeta. Mas, enquanto muitas atenções estarão voltadas para o objetivo de satisfazer a demanda da humanidade por energia, alguns cientistas esperam responder outras questões fundamentais.
"No
NIF você pode marcar uma explosão estrelar para uma quinta-feira às
nove da manhã ao invés de ter que esperar que isso aconteça por
acidente no universo", disse Eril Storm, do Laboratório Nacional
Lawrence Livermore, onde fica o NIF.
Onda de choque
Outros centros, como o laser Omega na Universidade de Rochester, em Nova York, já são usados para este tipo de teste.
Mas os 192 lasers do NIF criarão mais energia do que qualquer outra instalação, dando aos cientistas uma janela sem precedentes para fenômenos cósmicos distantes.
Durante os experimentos de fusão, os raios focam brevemente 500 trilhões de watts - mais do que o pico de energia gerado nos Estados Unidos inteiros - em uma cápsula contendo combustível de hidrogênio.
A intensa energia cria temperaturas de 100 milhões de graus e pressões bilhões de vezes maiores do que a pressão atmosférica terrestre, forçando o núcleo do hidrogênio a fundir e liberando uma quantidade colossal de energia.
Nos experimentos astrofísicos, no entanto, a cápsula de combustível seria substituída por uma meia esfera de elementos arranjados em camadas, criada para imitar o centro de uma estrela.
"Você escolhe o material e as estruturas entre ele para ser relevante ao que acontece quando uma estrela explode", disse o professor Drake.
"O laser atingiria o centro - que corresponde ao centro da estrela - criando uma onda tremenda de choque que explodiria o material." O experimento deverá permitir que os pesquisadores investiguem o interior de estrelas e supernovas em detalhes sem precedentes e entendam melhor como surgem esses objetos.
Chuva de diamantes Mas não são apenas os astrofísicos que estão animados com o centro. Cientistas planetários também querem acesso ao equipamento para testar suas teorias sobre a formação dos planetas e de sistemas solares.
"A arquitetura do Sistema Solar é muito provavelmente controlada em certa medida pela existência de planetas como Júpiter", disse o professor David Stevenson, do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
A gravidade do planeta gigante controlou a posição de vastas nuvens de poeira e detritos em nossa vizinhança cósmica e, por isso, também fez com que blocos de construção estivesses disponíveis para a formação dos outros planetas, incluindo a Terra.
E, como outros 300 gigantes gasosos com massa similar ou maior do que Júpiter foram encontrados recentemente orbitando outras galáxias, o entendimento de como e quando esses objetos são formados também pode ajudar na compreensão da evolução de outros sistemas planetários.
Para isso, cientistas estão contando com o NIF para tentar entender mais sobre as extremas condições de temperatura e pressão no coração dos planetas, e o efeito que essas variáveis têm na matéria.
Segundo o professor Ray Jeanloz, da Universidade da Califórnia, os conceitos básicos de química são virados de cabeça para baixo com essas pressões esmagadoras.
"Hidrocarbonetos iriam se decompor em uma mistura de hidrogênio e carbono", explicou. "O resultado seriam diamantes chovendo da atmosfera." "Esse é o tipo de processo que você nunca adivinharia se não pudesse estudar os próprios materiais."
O objetivo é examinar fenômenos distantes no conforto do laboratório
Quando o centro de laser mais poderoso do mundo entrar em ação no final do mês uma pequena estrela nascerá na Terra.
O Centro Nacional de Ignição (NIF, na sigla em inglês), no Estado americano da Califórnia, terá como um de seus objetivos estudar ciências físicas e planetárias e examinar, no conforto do laboratório, fenômenos distantes, como a formação de planetas ou as violentas explosões que dão origem a estrelas, chamadas de supernovas.
"Para entender onde estamos no universo e do que somos feitos, é preciso entender a explosão das estrelas", disse o professor Paul Drake, da Universidade de Michigan.
Ele é um entre vários pesquisadores esperando para testar suas teorias usando o centro que demonstrará ainda as possibilidades da fusão nuclear, a reação que está no centro do sol e que é uma potencial fonte de energia abundante e limpa para o planeta. Mas, enquanto muitas atenções estarão voltadas para o objetivo de satisfazer a demanda da humanidade por energia, alguns cientistas esperam responder outras questões fundamentais.
Os 192 lasers do NIF criarão mais energia do que qualquer outra instalação
Onda de choque
Outros centros, como o laser Omega na Universidade de Rochester, em Nova York, já são usados para este tipo de teste.
Mas os 192 lasers do NIF criarão mais energia do que qualquer outra instalação, dando aos cientistas uma janela sem precedentes para fenômenos cósmicos distantes.
Durante os experimentos de fusão, os raios focam brevemente 500 trilhões de watts - mais do que o pico de energia gerado nos Estados Unidos inteiros - em uma cápsula contendo combustível de hidrogênio.
A intensa energia cria temperaturas de 100 milhões de graus
A intensa energia cria temperaturas de 100 milhões de graus e pressões bilhões de vezes maiores do que a pressão atmosférica terrestre, forçando o núcleo do hidrogênio a fundir e liberando uma quantidade colossal de energia.
Nos experimentos astrofísicos, no entanto, a cápsula de combustível seria substituída por uma meia esfera de elementos arranjados em camadas, criada para imitar o centro de uma estrela.
"Você escolhe o material e as estruturas entre ele para ser relevante ao que acontece quando uma estrela explode", disse o professor Drake.
"O laser atingiria o centro - que corresponde ao centro da estrela - criando uma onda tremenda de choque que explodiria o material." O experimento deverá permitir que os pesquisadores investiguem o interior de estrelas e supernovas em detalhes sem precedentes e entendam melhor como surgem esses objetos.
Chuva de diamantes Mas não são apenas os astrofísicos que estão animados com o centro. Cientistas planetários também querem acesso ao equipamento para testar suas teorias sobre a formação dos planetas e de sistemas solares.
"A arquitetura do Sistema Solar é muito provavelmente controlada em certa medida pela existência de planetas como Júpiter", disse o professor David Stevenson, do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
A gravidade do planeta gigante controlou a posição de vastas nuvens de poeira e detritos em nossa vizinhança cósmica e, por isso, também fez com que blocos de construção estivesses disponíveis para a formação dos outros planetas, incluindo a Terra.
E, como outros 300 gigantes gasosos com massa similar ou maior do que Júpiter foram encontrados recentemente orbitando outras galáxias, o entendimento de como e quando esses objetos são formados também pode ajudar na compreensão da evolução de outros sistemas planetários.
Para isso, cientistas estão contando com o NIF para tentar entender mais sobre as extremas condições de temperatura e pressão no coração dos planetas, e o efeito que essas variáveis têm na matéria.
Segundo o professor Ray Jeanloz, da Universidade da Califórnia, os conceitos básicos de química são virados de cabeça para baixo com essas pressões esmagadoras.
"Hidrocarbonetos iriam se decompor em uma mistura de hidrogênio e carbono", explicou. "O resultado seriam diamantes chovendo da atmosfera." "Esse é o tipo de processo que você nunca adivinharia se não pudesse estudar os próprios materiais."
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