p Os átomos se comportam de maneira muito diferente quando pressionados a pressões de mais de um milhão - ou até um bilhão - de vezes a pressão atmosférica na Terra. Compreender como os átomos reagem sob tais condições de alta pressão pode levar à criação de novos materiais e dar aos cientistas percepções valiosas sobre a composição de estrelas e planetas, bem como o próprio universo. p Essas são algumas das razões pelas quais a Universidade de Rochester voltou sua atenção para o campo relativamente novo da física de alta densidade de energia. Outra razão é que a Universidade está bem posicionada para fazer contribuições importantes para o campo.

p "Nosso pessoal e nossos recursos nos colocam em uma posição única para obter insights cruciais no campo da física de alta densidade de energia, "diz o Provost e vice-presidente sênior de pesquisa Rob Clark.

p Laboratório de Rochester para Energética Laser, por exemplo, é a casa do laser OMEGA. Com 10 metros de altura e 100 metros de comprimento, o OMEGA é o maior laser universitário do mundo.

p Rochester também recrutou Gilbert "Rip" Collins para liderar um novo iniciativa de pesquisa multidisciplinar para física de alta densidade de energia. Collins foi anteriormente o diretor do Centro de Física de Alta Densidade de Energia do Lawrence Livermore National Laboratory, e agora é professor do Departamento de Engenharia Mecânica e do Departamento de Física e Astronomia, bem como cientista sênior do Laboratório de Laser Energética da Universidade. Collins diz que a iniciativa "tornará mais fácil a colaboração entre a química, Engenharia, física, e astronomia, "levando a avanços mais rápidos no campo.

p Estudos Collins, entre outras coisas, como os átomos se ligam em condições de extrema pressão. Tipicamente, são os elétrons mais externos de um átomo que reagem com os elétrons de outros átomos. Mas quando a pressão sobre os átomos aumenta muito, os elétrons internos se envolvem, e é aí que começa a diversão.

p "Sob extrema pressão, as propriedades químicas dos elementos com os quais estamos familiarizados não se aplicam mais, "ele diz." Precisamos de novas tabelas periódicas para diferentes condições de pressão. "

p O diamante é um material conhecido que se forma sob alta pressão. Coloque o carbono a 160 quilômetros de profundidade na terra - onde a pressão é de quase 50, 000 vezes maior do que o que existe na superfície da Terra e as temperaturas estão acima de 2, 000 graus Fahrenheit - e os átomos tornam-se altamente organizados em uma estrutura que chamamos de diamante.

p No entanto, esse nível de pressão está na extremidade inferior da escala quando se trata de física de alta densidade de energia. Em pressões mais extremas, como dois milhões de atmosferas, o sódio é convertido em um isolante; em 10 milhões de atmosferas, acredita-se que o hidrogênio pode ser transformado em um superfluido supercondutor; e quando as pressões excedem 200 milhões de atmosferas, pode ser possível tornar o alumínio transparente.

p O laser OMEGA permite que os pesquisadores atinjam tais pressões.

p "Muitas pessoas pensam nos lasers como uma fonte de calor intenso, "diz Collins." Lasers também podem operar como uma fonte de pressão altamente focada, e o laser OMEGA nos permite estudar materiais em pressões de milhões a bilhões de atmosferas. "Compreender como os átomos se comportam sob pressões extremas permitirá que os pesquisadores" manipulem propositadamente a matéria para formar algo novo, materiais exóticos, " ele adiciona.

p Robert McCrory, vice-presidente e diretor do Laboratório de Laser Energética, diz Collins, que goza de reputação internacional, "é perfeitamente adequado para liderar os esforços na Universidade." Ele observa que instalações como o laboratório de laser, a National Ignition Facility em Lawrence Livermore, onde Collins trabalhou antes, bem como a máquina Z no Sandia National Laboratories, "abriram a nova fronteira da física de alta densidade de energia" e garantiram a liderança americana no campo.

p Mas há ainda mais na física de alta densidade de energia do que criar novos materiais. Michael Campbell, vice-diretor do Laboratório de Laser Energética, chama o campo de "ciência duradoura".

p "Sempre haverá novas áreas para explorar, incluindo a natureza do próprio universo, "diz ele." A pressão no centro dos planetas excede milhões de atmosferas e centenas de bilhões de estrelas. A física de alta densidade de energia pode ser a chave para nos ajudar a aprender do que os planetas e estrelas são feitos, se, como a terra, eles têm campos magnéticos, e como a radiação e a energia fluem em nosso sol e em outras estrelas. "