p Uma receita para entender as estruturas atômicas:

• Misture o gás eletricamente carregado em um recipiente selado com partículas tão pequenas que passariam por um filtro de café.
• Desempenhe no ambiente sem gravidade da Estação Espacial Internacional.
• Ajuste a voltagem para observar como as partículas formam estruturas cristalinas tridimensionais.
• Comece a desvendar a física por trás do comportamento dos átomos.

p Isso faz parte da fórmula do Plasma Kristall, a mais longa série de experimentos na história do voo espacial humano e os resultados da última campanha retornarão à Terra na próxima semana na espaçonave Soyuz com o astronauta da ESA Alexander Gerst.

p A receita vem de uma colaboração russo-europeia que tem cozinhado lentamente desde 1998. Depois de operar em voos parabólicos, foguetes de sondagem e a estação espacial Mir, o experimento encontrou um novo lar na Estação Espacial Internacional em 2001.

p Nosso mundo é feito de átomos e moléculas, mas mesmo com o microscópio mais poderoso não podemos vê-los movendo-se em líquidos ou sólidos. A execução de experimentos em ausência de peso permite que os pesquisadores obtenham novos insights sobre a interação dos átomos usando minúsculas partículas de plástico que se comportam como átomos.

p "Fazer essa pesquisa na Terra não é possível - o Plasma Kristall modela as interações atômicas em uma escala maior, tornando seu movimento visível para nós, "explica Hubertus Thomas, cientista-chefe deste experimento no Centro Aeroespacial Alemão, DLR.

p Hubertus acompanhou a pesquisa de plasma em microgravidade o experimento quando a primeira tripulação chegou à Estação Espacial e a ligou. Recentemente, um problema com a válvula que regula o fluxo de gás forçou uma pausa de 18 meses. Com uma válvula recém-reformada, O Plasma Kristall-4 (ou PK-4) retomou as operações no mês passado.

p Átomos proxy de volta à ciência

p Um plasma é um gás eletricamente carregado, um pouco como um raio, que raramente ocorre na Terra. É considerado o quarto estado da matéria, distinto do gás, líquidos e sólidos.

p "Nós excitamos as partículas usando campos elétricos, um laser e mudanças de temperatura para movê-los no plasma, "diz Hubertus.

p Essas manipulações fazem com que os átomos de proxy interajam fortemente, levando a estruturas organizadas - cristais de plasma. As partículas no PK-4 são feitas de plástico e se ligam umas às outras ou se repelem da mesma forma que os átomos na Terra em um fluido.

p "Ajustando a voltagem na câmara de experimento, podemos personalizar suas interações, e observar cada micropartícula individualmente e como se estivesse em câmera lenta, "explica Hubertus. Usando PK-4, pesquisadores de todo o mundo podem acompanhar como um objeto derrete, como as ondas se espalham nos fluidos e como as correntes mudam no nível atômico.

p A última corrida científica cobriu as transições de fase, movimentos microscópicos e forças de cisalhamento. As forças de cisalhamento são um tópico muito importante na física fundamental. Essas forças empurram uma parte do corpo em uma direção específica, e outra parte na direção oposta, como por exemplo a pressão do ar ao longo da frente de uma asa de avião.

p O futuro do plasma

p Esta pesquisa é principalmente conhecimento de livro para futuros cientistas e engenheiros. "Se você tivesse perguntado a Einstein para que servia sua teoria da relatividade, ele nunca teria respondido que era para construir um sistema de navegação para o seu celular, "aponta Hubertus.

p Uma equipa de cientistas já utilizou o know-how adquirido com o desenvolvimento tecnológico desta experiência espacial para conceber dispositivos de plasma para a desinfecção de feridas à temperatura ambiente. Esta revolução na área da saúde tem muitas aplicações práticas, da higiene alimentar ao tratamento de diferentes tipos de doenças de pele, purificação da água e gestão de odores.