Cientistas reproduzem condições mais quentes que o Sol

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Em seus experimentos, os cientistas alcançaram condições extremas, mais quentes do que o centro do Sol

Cientistas conseguiram recriar aqui na Terra as condições de temperatura no interior de estrelas e planetas. Em seus experimentos, eles alcançaram incríveis 36 milhões de graus, 10 milhões de graus a mais do que no centro do Sol. Esse feito pode ajudar a entender mais sobre as condições encontradas em objetos astrofísicos, além de ter também aplicações nos ramos da energia de fusão e da medicina.

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Os experimentos foram realizados no Laboratório Nacional de Aceleradores do SLAC (da sigla em inglês para Centro de Aceleração Linear) da Universidade de Stanford, que pertence ao Departamento de Energia da Califórnia. O SLAC é o lar do maior acelerador de partículas lineares do mundo, que alimenta um grande laser de raio-X. É esse laser que, ao passar por sete gaiolas experimentais, consegue formar as condições encontradas no centro do Sol ao chegar na última gaiola, que ficou conhecida como MEC (Zona sob Condições Extremas, da sigla em inglês).

Na MEC, os lasers de alta potência são usados para raspar pedaços de metal até que eles se vaporizem em um plasma. Esse plasma é o quarto estado da matéria, do qual o Sol é feito. Você pode pensar no plasma como um gás quente, tão quente que os átomos não conseguem existir e os elétrons são removidos de seus átomos. Como resultado, resta uma “sopa” de íons e elétrons. Com esses experimentos, os cientistas podem não apenas aprender mais sobre o interior das estrelas, mas também ajudar a fazer com que os aceleradores de partículas usem plasma, o que poderia ajudar no tratamento do câncer.

Ao usar o laser de raios-X no SLAC, a equipe de cientistas pode tirar fotos de como o plasma produzido evoluiu ao longo dos quatrilhões de segundo. Esses instantâneos são capazes de revelar pequenas instabilidades no material. O trabalho foi reportado na revista acadêmica “Physical Review X” no mês passado, apresentando os experimentos realizados no SLAC, em colaboração com cientistas do centro de pesquisa Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, na Alemanha, além de outras instituições.

Quando o metal é disparado com o laser, não apenas o plasma é produzido, mas também um fluxo de prótons. Esses prótons são partículas que podem ser usadas para terapia de prótons, uma forma de tratamento do câncer que é mais suave do que a terapia de radiação comumente utilizada. A principal diferença entre os dois tipos de tratamento é que, em vez do raio-X, são usadas as partículas carregadas, e os prótons deixam pegadas menores do que as máquinas de radiação. Ter a terapia de prótons em hospitais será altamente vantajoso.

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Outras aplicações para analisar os plasmas feitos a laser valem para os estudos sobre raios cósmicos de alta energia, que são comuns em nosso cosmos. Esses raios incluem partículas altamente energéticas que podem sair como jatos dos corações de galáxias ativas. Assistir o comportamento do plasma poderia dar aos cientistas uma ideia de como as instabilidades do material produzem raios cósmicos.

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