O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 796, de 11 de outubro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update
PRIMEIRA REAÇÃO QUÍMICA COM ANTIMATÉRIA. A Colaboração Athena, um grupo esperimental que trabalha no laboratório do CERN em Genebra, mediu reações químicas que envolvem Hidrogênio Antiprotônico, uma coisa ligada que consiste em em um antipróton, negativamente carregado, emparelhado com um próton positivamente carregado. Este objeto composto, que também pode ser chamado de Protônio, eventualmente se aniquila, criando um número par de píons carregados como rastro. Normalmente, a aniquilação se dá em um trilhonésimo de segundo, mas no aparato da Athena (e suas condições extremamente restritas de vácuo) a duração é de um incrível milhonésimo de segundo. O Protônio aparece da seguinte maneira. Em primeiro lugar, são criados antiprótons no próton-síncroton do CERN, esmagando prótons em um alvo fino. Os antiprótons resultantes passam ,então, por uma desaceleração, de 97% para 10% da velocidade da luz. Mais alguns estágios de arrefecimento, que incluem a imersão em um banho de elétrons lentos, trazem os antiprótons a um ponto onde eles podem ser capturados pela armadilha eletrostática Athena. Isto permite que os pesquisadores estudem, então, pela primeira vez, uma reação química entre o mais simples íon de antimatéria – o antipróton – e o íon molecular mais simples da matéria, mais exatamente o H2+ (dois átomos de H com um elétron faltando). Juntar esses dois íons resulta em Protônio, mais um átomo neutro de Hidrogênio (ver figura em
http://www.aip.org/png/2006/269.htm ).
Isto representa a primeira reação química entre máteria e anitmatéria, se não se levar em consideração a interação de posítrons (antielétrons) com a matéria comum. (Anteriormente antiprótons foram inesridos em átomos de Hélio, mas isto não constituiu uma "reação química", uma vez que os antiprótons apenas substituíam um elétron no átomo de Hélio)
De acordo com NIcola Zurlo da Univesidade de Brescia e seus colegas, a emissão experimental da eventual aniquilação do Protônio (veja figura em www.aip.org/png) peermitiram que os cientistas da Athena deduzissem que o número quântrico principal (indicado pela letra n) do Protônio tem um valor médio de 70, em lugar do valor esperado de 30. Além disso, o momento angular do Protônio ficou tipicamente bem abaixo do esperado – talvez por causa da baixa velocidade relativa na qual os íons de matéria e antimatéria se aproximaram antes da reação. Os cientistas da Athena esperam realizar uma especroscopia do seu "átomo" próton-antipróton, em acréscimo à já programada espectroscopia dos átomos capturados de ani-Hidrogênio, que consiste em de antiprótons casados a posítrons (Zurlo et al., Physical Review Letters, 13 de outubro de 2006. Website do laboratório: http://athena.web.cern.ch/athena/ )
LASER UV BOMBEADO POR FEIXE DE URÂNIO. Lasers consistem de um meio ativo de átomos excitáveis, um mecanismo de bombeamento para excitar estes átomos, e uma cavidade para armazenar um pulso de radiação coerente. No laboratório GSI em Darmstadt, Alemanha, os cientistas tiveram sucesso, pela primeira vez, em usar um feixe de íons de urânio como a "bomba" para produzir a luz laser UV. Funciona assim: o feixe de U ioniza átomos de Kriptônio, que, por sua vez, formam moléculas excitadas com Flúor. As moléculas de KrF são as entidades excitadas que emitem a luz coerente em um comprimento de onda de 248 nm. Um laser que usa esta rara mistura de gás-halogênio é chamada de um laser de excímero ("dimer" excitado). Esta não é o comprimento de onda mais curto já obtido e o esquema de bombeamento de Urânio não é tão eficiente, assim. Então, por que usar essa abordagem para produzir lasers, especialmente quando estão disponíveis no comércio lasers de KrF bombeados eletricamente? Porque este foi um teste pioneiro para produzir luz laser em excímeros que não possam ser eletricamente bombeados. De acordo com Andreas Ulrich da Tecnische Universitat de Munique, a meta é excitar excímeros de gases raros puros para produzir radiação na faixa do esperctro VUV (ultravioleta no vácuo) e raios-X moles. Somente agora os raios de Urânio no GSI foram potentes o suficiente para bombear energia para lasers nessa região de comprimentos de onda. Sendo tão pesados, os átomos de Urânio depositam sua energia com muito mais eficiência do que partículas mais leves, tais como os elétrons. (Ulrich et al., Physical Review Letters, 13 de outubro de 2006)
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
PRIMEIRA REAÇÃO QUÍMICA COM ANTIMATÉRIA. A Colaboração Athena, um grupo esperimental que trabalha no laboratório do CERN em Genebra, mediu reações químicas que envolvem Hidrogênio Antiprotônico, uma coisa ligada que consiste em em um antipróton, negativamente carregado, emparelhado com um próton positivamente carregado. Este objeto composto, que também pode ser chamado de Protônio, eventualmente se aniquila, criando um número par de píons carregados como rastro. Normalmente, a aniquilação se dá em um trilhonésimo de segundo, mas no aparato da Athena (e suas condições extremamente restritas de vácuo) a duração é de um incrível milhonésimo de segundo. O Protônio aparece da seguinte maneira. Em primeiro lugar, são criados antiprótons no próton-síncroton do CERN, esmagando prótons em um alvo fino. Os antiprótons resultantes passam ,então, por uma desaceleração, de 97% para 10% da velocidade da luz. Mais alguns estágios de arrefecimento, que incluem a imersão em um banho de elétrons lentos, trazem os antiprótons a um ponto onde eles podem ser capturados pela armadilha eletrostática Athena. Isto permite que os pesquisadores estudem, então, pela primeira vez, uma reação química entre o mais simples íon de antimatéria – o antipróton – e o íon molecular mais simples da matéria, mais exatamente o H2+ (dois átomos de H com um elétron faltando). Juntar esses dois íons resulta em Protônio, mais um átomo neutro de Hidrogênio (ver figura em
http://www.aip.org/png/2006/269.htm ).
Isto representa a primeira reação química entre máteria e anitmatéria, se não se levar em consideração a interação de posítrons (antielétrons) com a matéria comum. (Anteriormente antiprótons foram inesridos em átomos de Hélio, mas isto não constituiu uma "reação química", uma vez que os antiprótons apenas substituíam um elétron no átomo de Hélio)
De acordo com NIcola Zurlo da Univesidade de Brescia e seus colegas, a emissão experimental da eventual aniquilação do Protônio (veja figura em www.aip.org/png) peermitiram que os cientistas da Athena deduzissem que o número quântrico principal (indicado pela letra n) do Protônio tem um valor médio de 70, em lugar do valor esperado de 30. Além disso, o momento angular do Protônio ficou tipicamente bem abaixo do esperado – talvez por causa da baixa velocidade relativa na qual os íons de matéria e antimatéria se aproximaram antes da reação. Os cientistas da Athena esperam realizar uma especroscopia do seu "átomo" próton-antipróton, em acréscimo à já programada espectroscopia dos átomos capturados de ani-Hidrogênio, que consiste em de antiprótons casados a posítrons (Zurlo et al., Physical Review Letters, 13 de outubro de 2006. Website do laboratório: http://athena.web.cern.ch/athena/ )
LASER UV BOMBEADO POR FEIXE DE URÂNIO. Lasers consistem de um meio ativo de átomos excitáveis, um mecanismo de bombeamento para excitar estes átomos, e uma cavidade para armazenar um pulso de radiação coerente. No laboratório GSI em Darmstadt, Alemanha, os cientistas tiveram sucesso, pela primeira vez, em usar um feixe de íons de urânio como a "bomba" para produzir a luz laser UV. Funciona assim: o feixe de U ioniza átomos de Kriptônio, que, por sua vez, formam moléculas excitadas com Flúor. As moléculas de KrF são as entidades excitadas que emitem a luz coerente em um comprimento de onda de 248 nm. Um laser que usa esta rara mistura de gás-halogênio é chamada de um laser de excímero ("dimer" excitado). Esta não é o comprimento de onda mais curto já obtido e o esquema de bombeamento de Urânio não é tão eficiente, assim. Então, por que usar essa abordagem para produzir lasers, especialmente quando estão disponíveis no comércio lasers de KrF bombeados eletricamente? Porque este foi um teste pioneiro para produzir luz laser em excímeros que não possam ser eletricamente bombeados. De acordo com Andreas Ulrich da Tecnische Universitat de Munique, a meta é excitar excímeros de gases raros puros para produzir radiação na faixa do esperctro VUV (ultravioleta no vácuo) e raios-X moles. Somente agora os raios de Urânio no GSI foram potentes o suficiente para bombear energia para lasers nessa região de comprimentos de onda. Sendo tão pesados, os átomos de Urânio depositam sua energia com muito mais eficiência do que partículas mais leves, tais como os elétrons. (Ulrich et al., Physical Review Letters, 13 de outubro de 2006)
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
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