Núcleo atômico é energizado pela primeira vez usando laser

A luz é composta por pequenos pacotes de energia. Da mesma forma, os átomos estão divididos em faixas de energia. Quando a luz é lançada sobre um átomo ela pode energizar as partículas subatômicas, geralmente os elétrons. Mas agora, pesquisadores conseguiram usar lasers para energizar núcleos atômicos.

Os cientistas já conseguiram energizar os elétrons várias vezes, fazendo com que eles mudem para estados quânticos de bandas de energia mais altas. Conseguir energizar o núcleo atômico com laser é uma coisa que os pesquisadores já tentam há décadas, mas até então, não haviam conseguido êxito.

Agora, pesquisadores da Áustria e Alemanha, em uma investigação publicada na revista Physical Review Letters, conseguiram energizar o núcleo atômico de um isótopo de tório usado laser, fazendo com que ele saltasse de um estado quântico para o outro.

Normalmente, os núcleos atômicos não podem ser manipulados com lasers. A energia dos fótons simplesmente não é suficiente.

Thorsten Schumm, físico, em comunicado

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Núcleo atômico saltado de estado quântico para outro

Para fazer com que o núcleo atômico salte de um estado quântico para outro é preciso centenas de vezes mais energia do que para quando os elétrons saltam de uma camada de energia para outra. No entanto, os pesquisadores não sabiam ao certo quanta energia o laser precisava liberar para que isso acontecesse.

• O átomo escolhido para a investigação foi o tório-299, pois tem dois estados de energia muito próximos;
• A quantidade de energia para que a mudança aconteça tem tentado ser medida desde a década de 1970;
• Ao longo das décadas, os pesquisadores suas estimativas de mais de 100 para cerca de 8 elétrons-volts;
• Na pesquisa, os cientistas queriam ir além de estimativas e descobrir a energia exata necessária para a transição de estado quântico.

A partir de análises usando cristais com bilhões de átomos de tório, os pesquisadores conseguiram definir que a transição entre os estados quânticos do núcleo ocorre com 8,355743 ± 0,000003 elétrons-volts. Com as descobertas, acredita-se que os átomos de tório-299 em cristais poderão ser utilizados para produzir relógios atômicos mais estáveis, precisos e práticos.

Nosso método de medição é apenas o começo. Ainda não podemos prever quais resultados alcançaremos com isso. Certamente será muito emocionante.

Thorsten Schumm