p Os átomos são compostos de elétrons que se movem em torno de um núcleo central ao qual estão ligados. Os elétrons também podem ser arrancados por meio do poderoso campo elétrico de um laser, superando a força limitadora de seu núcleo. Meio século atrás, o teórico Walter Henneberger questionou se seria possível usar um campo de laser para liberar um elétron de seu átomo sem removê-lo do núcleo. Muitos cientistas consideram isso impossível. Contudo, agora foi confirmado com sucesso por físicos da Universidade de Genebra (UNIGE), Suíça, e o Instituto Max Born (MBI) em Berlim, Alemanha. p Pela primeira vez, pesquisadores controlaram a forma do pulso de laser para manter um elétron livre e ligado ao seu núcleo, e ao mesmo tempo eram capazes de regular a estrutura eletrônica do átomo. O que mais, eles também fizeram esses estados incomuns amplificarem a luz do laser e identificaram uma área proibida. Nesta área, apelidado de "Vale da Morte, “os físicos perderam todo o poder sobre o elétron. Esses resultados quebram os conceitos usuais relacionados à ionização da matéria. Os resultados foram publicados na revista Física da Natureza .

p A hipótese de Henneberger propôs que se um elétron ficasse preso no laser, seria forçado a passar para frente e para trás na frente de seu núcleo, e, portanto, seria exposto ao campo elétrico do laser e do núcleo. Este estado duplo tornaria possível controlar o movimento dos elétrons expostos a ambos os campos elétricos, e permitiria que os físicos criassem átomos com uma nova estrutura eletrônica sintonizável com a luz.

p Aproveitando as oscilações naturais do elétron

p Quanto mais intenso é um laser, mais fácil deveria ser ionizar o átomo - em outras palavras, para arrancar os elétrons do campo elétrico de atração de seus núcleos e liberá-los para o espaço. "Mas uma vez que o átomo é ionizado, os elétrons não deixam seu átomo apenas como um trem sai de uma estação - eles ainda sentem o campo elétrico do laser, "explica Jean-Pierre Wolf, professor do departamento de física aplicada da Faculdade de Ciências da UNIGE. "Queríamos, portanto, saber se, depois que os elétrons são libertados de seus átomos, ainda é possível prendê-los no laser e forçá-los a ficar perto do núcleo, como sugere a hipótese de Walter Henneberger, " ele adiciona.

p A única maneira de fazer isso é encontrar a forma certa para o pulso de laser, a fim de impor oscilações no elétron que são exatamente idênticas, para que sua energia e estado permaneçam estáveis. "O elétron oscila naturalmente no campo do laser, mas se a intensidade do laser mudar, essas oscilações também mudam, e isso força o elétron a mudar seu nível de energia e, portanto, seu estado, mesmo deixando o átomo. Isso é o que torna tão difícil ver tais estados incomuns, "acrescenta Misha Ivanov, professor do departamento teórico do MBI em Berlim.

p Os físicos testaram diferentes intensidades de laser para que o elétron liberado do átomo tivesse oscilações constantes. Eles fizeram uma descoberta surpreendente. "Ao contrário das expectativas naturais que sugerem que quanto mais intenso é um laser, mais fácil libera o elétron, descobrimos que há um limite para a intensidade, em que não podemos mais ionizar o átomo, "observa Misha Ivanov." Além desse limite, podemos controlar o elétron novamente. "Os pesquisadores apelidaram este limite de" Vale da Morte, "seguindo a sugestão do Professor Joe Eberly da Universidade de Rochester.

p Confirmando uma velha hipótese para revolucionar a teoria da física

p Ao colocar o elétron em um estado dual que não está livre nem limitado, os pesquisadores descobriram uma maneira de manipular essas oscilações como quiserem. Isso permite que eles trabalhem diretamente na estrutura eletrônica do átomo. Após vários ajustes, os físicos conseguiram libertar o elétron de seu núcleo e, em seguida, prendê-lo no campo elétrico do laser, como Walter Henneberger sugeriu. "Aplicando uma intensidade de 100 trilhões de watts por cm ² , fomos capazes de ir além do limite do Vale da Morte e prender o elétron perto de seu átomo-pai em um ciclo de oscilações regulares dentro do campo elétrico do laser, "Jean-Pierre Wolf diz. Como comparação, a intensidade do sol na Terra é de aproximadamente 100 watts por m ² .

p “Isso nos dá a opção de criar novos átomos revestidos pelo campo do laser, com novos níveis de energia de elétrons, "explica Jean-Pierre Wolf." Anteriormente, pensávamos que esse estado duplo era impossível de criar, e acabamos de provar o contrário. Além disso, descobrimos que os elétrons colocados em tais estados podem amplificar a luz. Isso terá um papel fundamental nas teorias e previsões sobre a propagação de lasers intensos em gases, como o ar, "conclui.