Físicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram recentemente um método disruptivo que pode explorar a estrutura interna dos átomos sem a necessidade de grandes aceleradores de partículas, abrindo um novo caminho para os cientistas revelarem os mistérios internos dos átomos. A equipe de pesquisa combinou átomos radioativos de rádio (rádio) com átomos de flúor para formar moléculas de monoflúor de rádio, permitindo que os elétrons atuassem como “mensageiros” na estrutura atômica, entrando brevemente no núcleo e trazendo de volta “informações” sutis sobre sua estrutura interna.
Os resultados foram publicados na revista Science. Os pesquisadores do MIT conduziram medições de alta precisão da energia eletrônica interna de moléculas de monoflúor de rádio quimicamente ligadas. Neste ambiente de “colisor” de micropartículas, os elétrons ficam confinados em torno dos átomos e podem ocasionalmente deslizar para dentro do núcleo e retornar à órbita, permitindo aos cientistas analisar o interior do núcleo com grande conveniência.
A equipe de pesquisa descobriu que houve uma mudança muito pequena, mas significativa, na energia de alguns elétrons, indicando que eles entraram brevemente no núcleo do átomo de rádio e interagiram com os prótons e nêutrons internos. Este fenômeno fornece aos cientistas um novo meio de mapear a “distribuição magnética” dos núcleos atômicos. Cada próton e nêutron atuam como um pequeno ímã e a forma como estão dispostos afeta a distribuição magnética. A equipe do MIT planeja usar esta tecnologia para mapear detalhadamente o arranjo magnético dentro do núcleo do rádio pela primeira vez, o que deverá explicar mistérios básicos como por que o universo é dominado pela matéria e quase não tem antimatéria.
A equipe de pesquisa também apontou que a forma nuclear dos átomos de rádio radioativos não é a forma esférica comum, mas é aproximadamente em forma de pêra. Acredita-se que a estrutura assimétrica única seja capaz de amplificar significativamente o efeito básico de quebra de simetria. Detectar esta violação de simetria é um passo importante para entender por que a matéria domina o universo e a antimatéria está prestes a desaparecer. Este método é um "amplificador de simetria" sem precedentes que pode detectar as leis básicas da estrutura nuclear atômica com alta sensibilidade em condições experimentais de desktop.
Durante o experimento, os pesquisadores usaram um sistema de vácuo e laser para realizar medições precisas nas moléculas resfriadas de monoflúor de rádio e descobriram que a energia do elétron era um milionésimo menor do que o esperado, o que comprovou diretamente que os elétrons entraram e interagiram com o interior do núcleo. Esta tecnologia não só melhora a precisão da medição de núcleos atômicos, mas também estabelece as bases para futuros experimentos de precisão na preparação e manipulação da direcionalidade das moléculas.
A equipe do MIT disse que, à medida que as moléculas esfriam e controlam com precisão a orientação do núcleo em forma de pêra, espera-se que desenhem um “mapa de distribuição de força” mais preciso dentro do núcleo e explorem ainda mais se existem violações não reveladas das simetrias fundamentais da natureza.
O projeto é apoiado pelo Departamento de Energia dos EUA e outras agências, e a equipe colaborativa também inclui pesquisadores de instituições como o Experimento de Espectroscopia de Ionização por Ressonância Collinear na Suíça.
Compilado de /ScitechDaily