Uma equipe internacional de pesquisadores registrou com sucesso o nascimento de um nanoplasma pela primeira vez. Em seu artigo publicado na revista Cartas de revisão física, o grupo descreve como realizaram esse feito e o que aprenderam com ele.

Nanoplasma, como o nome implica, é um plasma que ocorre em nanoescala. Os cientistas descobriram que podem criar um disparando um laser em um agrupamento muito pequeno de átomos - fazer isso faz parte da ciência de estudar objetos em nanoescala para aprender mais sobre suas propriedades. Para esse fim, cientistas gostariam de saber o que acontece quando o nanoplasma é formado, mas achei difícil determinar porque a formação acontece muito rapidamente. Neste novo esforço, os pesquisadores deram um passo em direção a esse objetivo ao desenvolver uma maneira de registrar o processo de nascimento de um nanoplasma.

A técnica envolvia isolar um aglomerado de aproximadamente 5.000 átomos de xenônio em uma câmara de vácuo e, em seguida, disparar um pulso de laser de raio X nele - que causou a formação do nanoplasma. Para registrar o processo, eles dispararam um segundo laser no aglomerado - este com um feixe infravermelho - e registraram o padrão de absorção que ele criou. Ao disparar o segundo laser repetidamente em uma resolução de tempo de femtossegundo e registrar os padrões após cada explosão, os pesquisadores conseguiram fazer um vídeo a partir dos instantâneos que foram criados.

Ao estudar o vídeo que eles criaram, os pesquisadores descobriram que os elétrons expulsos dos átomos pela explosão do laser não saíram todos ao mesmo tempo. Em vez de, eles descobriram que depois de apenas 10 femtossegundos, muitos átomos absorveram parte da energia do laser enquanto mantinham seus elétrons, e alguns outros perderam o deles. Depois disso, foi a atração entre os elétrons livres e os íons positivos que manteve unido o nanoplasma em desenvolvimento. Este estado levou a muitas colisões que resultaram no compartilhamento de energia entre os átomos. Os pesquisadores relatam que foi a excitação dos átomos que desempenhou um papel significativo na migração de energia - algo que nunca tinha sido visto antes. Eles concluem sugerindo que sua técnica oferece uma nova ferramenta valiosa para o estudo de matéria nanométrica.

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