Entre as aplicações desses
estudos, o professor destaca as pesquisas que vêm sendo feitas
com o relógio atômico, recentemente desenvolvido no Cepof. |
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Na USP de São Carlos, cientistas estão conseguindo verificar
detalhes antes invisíveis da colisão de átomos.
Isto está sendo possível com o Atomotron, um anel de
átomos de apenas 0,5 milímetros (mm) de raio, considerado
o menor colisor de partículas do mundo.
"É uma espécie de armadilha que mantém os
átomos aprisionados e faz com que eles caminhem um atrás
do outro", conta professor Vanderlei Bagnato, do Instituto de
Física da USP de São Carlos (IFSC). Todo o processo
acontece em velocidades bem próximas de zero, alguns centímetros
por segundo, e em baixíssimas temperaturas (alguns milionésimos
de graus acima do zero absoluto).
Os experimentos com átomos de rubídio vêm sendo
realizados no Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica
(Cepof) do IFSC, que é coordenado pelo professor Bagnato. Para
o resfriamento são utilizados feixes de luz laser, num sistema
de vácuo do Laboratório de Física Atômica
do IFSC. Após o resfriamento, outros feixes de luz são
aplicados para estabelecer o que se pode chamar de "ordem unida"
para os átomos. "É quando eles passam a 'caminhar
em fila', possibilitando que observemos as colisões por outros
tipos de feixes de luz", explica o professor.
Na temperatura ambiente, os átomos caminham em todas as direções
e colidem em velocidades maiores. "Isso torna impossível
sabermos o que acontece durante a colisão", justifica
Bagnato.
Menor do mundo
O Atomotron é o menor colisor de partículas do mundo
e o que trabalha com menor quantidade de energia, ao contrário
dos mega aceleradores, que servem para observar o que acontece com
a matéria em altíssimas energias. Trata-se de uma armadilha
de átomos resfriados formada por um anel gasoso com milhões
de partículas frias de rubídio que se movem muito lentamente,
e em fila. De maneira controlada, cada átomo se choca contra
a partícula seguinte. No interior do anel, produzido pela ação
de um campo magnético e de laseres que incidem sobre a nuvem
de rubídio, todos os esbarrões entre os átomos
apresentam o mesmo eixo de colisão. Os choques sempre ocorrem
na direção tangente ao anel. "Em outros tipos de
armadilha, os encontrões entre os átomos acontecem de
todas as maneiras possíveis", explica Bagnato.
Segundo Bagnato, os átomos frios são estudados há
cerca de 15 anos. "Aqui no IFSC nosso grupo é um dos pioneiros
em todo o mundo", afirma. Ele explica que na técnica convencional
denominada nuvem de átomos frios, eles estão colidindo
como se fosse dentro de uma caixa. "Todos caminham e se encontram
em todas as direções. No Atomotron os átomos
colidem apenas no sentido de seu movimento. Os encontros atômicos
são unidimensionais", define o cientista.
Atomotron Duplo
O professor Bagnato, juntamente com o professor Luís Gustavo
Marcassa, também do IFSC, está trabalhando no desenvolvimento
de um Atomotron Duplo. "Ele será composto de dois tipos
de átomos, permitindo ver a formação de moléculas
contendo átomos diferentes", explica Bagnato, lembrando
que os resultados dos experimentos com os átomos de rubídio
foram publicados em 2005 na revista internacional Physical Review
Letters. As pesquisas desenvolvidas no Cepof chamou a atenção
de pesquisadores franceses, interessados nesse tipo de trabalho.
Entre as aplicações desses estudos, o professor destaca
as pesquisas que vêm sendo feitas com o relógio atômico,
recentemente desenvolvido no Cepof. "Para uma boa realização
desses relógios é necessário que entendamos todos
os aspectos que provoquem desvio das freqüências. As colisões
atômicas estão entre esses efeitos", define Bagnato.
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