Átomos extragrandes permitem que os físicos da Pensilvânia resolvam o enigma de por que as coisas derretem

*Cientistas da Universidade da Pensilvânia usaram átomos ultrafrios para resolver um mistério de longa data sobre por que os sólidos derretem quando aquecidos.*

Quando aquecemos um sólido, os átomos ou moléculas que compõem o material começam a se mover cada vez mais rapidamente. Isso faz com que o material se expanda e se torne menos denso. Eventualmente, os átomos ou moléculas se moverão tão rapidamente que poderão se separar de seus vizinhos e o material derreterá.

O ponto de fusão de um material é a temperatura na qual ele derrete. Esta temperatura é diferente para materiais diferentes. Por exemplo, o gelo derrete a 0 graus Celsius, enquanto o aço derrete a 1.538 graus Celsius.

O ponto de fusão de um material é determinado pela intensidade das forças que mantêm os átomos ou moléculas unidos. Num sólido, estas forças são suficientemente fortes para manter os átomos ou moléculas no lugar, mesmo quando se movem rapidamente. No entanto, à medida que a temperatura aumenta, estas forças tornam-se cada vez mais fracas. Eventualmente, as forças não são mais fortes o suficiente para manter os átomos ou moléculas unidos e o material derrete.

Os físicos da Penn usaram átomos ultrafrios para estudar o processo de fusão em um sistema muito simples. Eles criaram um gás, prenderam um átomo ultrafrio que contém átomos de estrôncio e itérbio mantidos no lugar por lasers e depois o aqueceram para observar como ele derreteu.

Eles descobriram que o processo de fusão ocorre em duas etapas. Primeiro, os átomos começam a se mover cada vez mais rapidamente, formando pequenos aglomerados. Esses aglomerados ficam cada vez maiores até que eventualmente se fundem para formar um líquido.

Os físicos também descobriram que o ponto de fusão do gás era muito inferior ao ponto de fusão do sólido. Isso ocorre porque os átomos do gás não estão tão compactados quanto no sólido, de modo que não precisam de tanta energia para se separarem de seus vizinhos.

Este trabalho fornece novos insights sobre o processo de fusão e pode ajudar os cientistas a desenvolver novas maneiras de controlar o ponto de fusão dos materiais. Isso poderia ter aplicações importantes em diversos campos, como ciência de materiais, engenharia e produtos farmacêuticos.