Qual a velocidade do attossegundo?

O Prêmio Nobel de Física de 2023 foi concedido a três cientistas por suas pesquisas sobre o attossegundo, que podem levar a avanços significativos na eletrônica e na química.

Os três cientistas Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L'Huillier receberam o Prêmio Nobel de Física de 2023. Foto: CNN

A Real Academia Sueca de Ciências anunciou que os cientistas Pierre Agostini (55 anos), Ferenc Krausz (61 anos) e Anne L'Huillier (65 anos) são os vencedores do Prêmio Nobel de Física de 2023, por seus métodos experimentais que ajudam a criar pulsos de luz de attossegundos para estudar a dinâmica dos elétrons na matéria, às 16h45 do dia 3 de outubro (horário de Hanói ).

O trabalho deles com lasers fornece aos cientistas ferramentas para observar e, possivelmente, até mesmo controlar elétrons. Isso pode impulsionar avanços em muitas áreas, como eletrônica e química.

Um attossegundo é um bilionésimo de bilionésimo de segundo. Simplificando, o número de attossegundos em um segundo é equivalente ao número de segundos em toda a história do universo, que tem 13,8 bilhões de anos. Segundo Hans Jakob Woerner, pesquisador do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH Zurich), o attossegundo é o menor intervalo de tempo que os humanos podem medir diretamente.

A capacidade de operar dentro desse intervalo de tempo é crucial, pois essa é a velocidade com que os elétrons — os componentes vitais de um átomo — se movem. Por exemplo, um elétron leva 150 attossegundos para orbitar o núcleo de um átomo de hidrogênio.

Isso significa que o estudo de attossegundos permite aos cientistas acessar um processo fundamental que antes estava fora de seu alcance. Todos os dispositivos eletrônicos são afetados pelo movimento de elétrons, e o limite de velocidade atual é de nanossegundos, de acordo com Woerner. Se os microprocessadores fossem convertidos para attossegundos, o processamento de informações um bilhão de vezes mais rápido se tornaria possível.

Um átomo consiste em um núcleo formado por prótons e nêutrons, rodeado por elétrons. (Imagem: Rost-9D/Getty)

A física sueca de origem francesa, Anne L'Huillier, foi a primeira a descobrir uma ferramenta que desvendaria o mundo do attossegundo. Essa ferramenta utiliza lasers de alta potência para gerar pulsos de luz em intervalos extremamente curtos.

Franck Lepine, pesquisador do Instituto Francês da Luz e da Matéria, que já trabalhou com L'Huillier, descreve a ferramenta como um filme criado para elétrons. Ele a compara ao trabalho de dois cineastas franceses pioneiros – os irmãos Auguste e Louis Lumière – que construíam cenas tirando uma série de fotografias. Segundo John Tisch, professor de física de lasers do Imperial College London, trata-se de um dispositivo com pulsos de luz extremamente rápidos que podem ser projetados sobre materiais para coletar informações sobre suas reações durante esse período.

Os três vencedores de ontem já detiveram o recorde mundial de pulso de luz mais curto. Em 2001, uma equipe de pesquisa liderada pelo cientista francês Pierre Agostini criou um pulso de luz com duração de apenas 250 attossegundos. A equipe de L'Huillier superou esse recorde com 170 attossegundos em 2003. Em 2008, o físico austro-húngaro Ferenc Krausz reduziu esse tempo em mais da metade, com um pulso de 80 attossegundos.

A equipe de pesquisa de Woerner detém atualmente o recorde mundial do Guinness para o pulso de luz mais curto, com uma duração de 43 attossegundos. Woerner estima que esse tempo poderia ser ainda mais reduzido para apenas alguns attossegundos com a tecnologia atual.

Especialistas afirmam que a tecnologia de attossegundos ainda não é amplamente difundida, mas o futuro parece promissor. Até o momento, os cientistas conseguiram usar attossegundos principalmente para observar elétrons. Controlar elétrons e manipular seu movimento ainda é fundamentalmente inatingível, ou está apenas começando a se tornar viável, de acordo com Woerner. Isso poderia tornar os dispositivos eletrônicos muito mais rápidos e potencialmente desencadear uma revolução na química.

"Não ficaremos limitados ao que as moléculas fazem naturalmente, mas poderemos adaptá-las às nossas necessidades", disse Woerner. Ele acrescentou que a "química de átomos" poderia levar a células solares mais eficientes ou até mesmo usar a energia da luz para produzir combustíveis limpos.

Thu Thao (Segundo a AFP )

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