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    Pesquisadores exploram o uso de luz para levitar discos na mesosfera

    Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Pensilvânia descobriu que é possível levitar discos muito finos em condições que imitam a mesosfera usando luz laser. Em seu artigo publicado na revista Avanços da Ciência , o grupo descreve sua pesquisa envolvendo uma possível maneira de permitir o vôo em altitudes muito elevadas e como funcionou bem.

    Os cientistas da Terra e do clima gostariam de enviar sensores para uma região mais alta da atmosfera do que é possível agora. Isso permitiria monitorar o fluxo de ar e talvez melhorar as previsões meteorológicas. A área de interesse é a mesosfera, uma parte da atmosfera da Terra a aproximadamente 50 a 80 quilômetros acima da superfície. Nessas altitudes, o ar está muito rarefeito para os aviões voarem ou para os balões alcançarem - as únicas opções no momento são satélites e foguetes. Mas mesmo essas abordagens têm um problema - o ar é muito denso. O atrito e o calor tornariam os voos de longa duração impraticáveis. Neste novo esforço, os pesquisadores exploraram uma nova maneira de resolver o problema - usando a luz de baixo para manter as embarcações muito leves no ar.

    A abordagem da equipe na Pensilvânia envolveu a construção de discos muito finos de mylar, cada, apenas 6 milímetros de diâmetro. Eles então revestiram a parte inferior dos discos com um filme feito de nanotubos de carbono. Os pesquisadores testaram sua ideia colocando os discos em uma câmara de vácuo com pressões que simulavam os da mesosfera. Eles descobriram que o disparo de lasers ou a luz do sol refletida nos discos os empurrava para o ar a uma pequena distância, e que eles poderiam direcionar os discos ajustando a luz do laser.

    Breve vídeo que descreve o que é a levitação conduzida pela luz e por que ela é importante. Crédito:Igor Bargatin
    Voo controlado de dois discos sobre um grande ambiente de armadilha de luz de 30 Pa. Crédito:Azadi et al., Sci. Adv. 2021; 7:eabe1127

    Os pesquisadores explicam que a levitação não foi devido a um empurrão do laser, mas ao calor criado quando o laser atingiu os nanotubos. Eles observam que parte do calor foi absorvido e parte não. O calor que atinge a parte inferior dos discos transfere calor de uma forma que resulta em mais moléculas que se movem para baixo ganhando velocidade do que as moléculas que ganham velocidade para cima. O resultado foi o movimento do disco para cima.

    Voo controlado de um disco sobre um grande ambiente de armadilha de luz de 30 Pa. Crédito:Azadi et al., Sci. Adv. 2021; 7:eabe1127
    Voo de um disco para fora de uma pequena armadilha de luz ambiente de 20 Pa. Crédito:Azadi et al., Sci. Adv. 2021; 7:eabe1127

    Os pesquisadores reconhecem que seu trabalho é preliminar - não se sabe se a abordagem funcionaria para discos lançados na mesosfera. Também, é necessário mais trabalho para ver se os discos podem ser aumentados para um tamanho que seja útil.

    © 2021 Science X Network




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