Força do corpo negro

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Força do corpo negro

Mensagempor Xevious » 22 Jun 2017, 15:11

Uma força nova e incomum no universo acabou de se tornar mais estranha

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Nova pesquisa expandiu a descoberta de um fenômeno estranho chamado força de corpo negro, mostrando que o efeito da radiação em partículas que cercam objetos maciços pode ser ampliado pelo espaço que se desloca em torno deles.

A descoberta pode afetar a forma como modelamos a formação de estrelas e planetas e até nos ajudamos a detectar uma forma teórica de radiação que permite que os buracos negros se evaporem.

Em 2013 , os físicos anunciaram que a radiação emitida por objetos chamados de "corpos nebulosos" não só poderia empurrar pequenas partículas para longe, mas puxá-las mais perto. Além disso, para objetos quentes com apenas uma pequena quantidade de massa, a força de empurrar pode ser mais forte do que a atração gravitacional.

Se você nunca encontrou o termo, um corpo negro é qualquer objeto opaco que absorve a luz visível, mas não reflete ou transmita.

Tecnicamente, os corpos negros descrevem objetos teoricamente perfeitos que não podem refletir nenhuma luz. Exemplos físicos, como os materiais de nanotubos de carbono utilizados para tornar os revestimentos Vantablack de aparência louca , se aproximam muito.

Seria um erro pensar em todos os corpos negros como, bem, preto - eles emitem radiação à medida que suas partículas se aglomeram, tornando-os uma maneira útil de descrever as propriedades térmicas de um objeto .

Há quatro anos, uma equipe de pesquisadores austríacos descobriu que a radiação emitida por um corpo negro deveria ter um efeito bastante curioso sobre átomos próximos.

Para entender esse efeito, ajuda a saber que os átomos podem se mover e mudar de direção quando os fótons que eles absorvem causam uma mudança em seu momento.

Dadas as condições certas, objetos tão grandes como uma célula podem ser movidos por um feixe de luz - um fenômeno comumente usado em uma forma de tecnologia chamada pinças ópticas .

Os físicos sabem há cerca de um século que a radiação eletromagnética pode alterar as propriedades dos átomos próximos através do efeito Stark , que muda as posições de seus elétrons para se sentar em um estado de energia mais baixo.

Isso acontece para torná-los mais propensos a avançar em direção às partes mais brilhantes de um feixe de luz.

Os pesquisadores austríacos colocaram dois e dois juntos, mostrando como a radiação de calor poderia causar a luz, não só afastar as partículas, mas, graças ao deslocamento Stark, elas também poderiam ser puxadas para o objeto.

"A interação entre essas duas forças - uma força de gradiente tipicamente atraente versus pressão de radiação repulsiva - é rotineiramente considerada em laboratórios de ótica quântica, mas foi negligenciado que isso também aparece com fontes de luz térmica", o pesquisador principal Matthias Sonnleitner da Universidade de Innsbruck Disse a Phys.org em 2013 .

Enquanto a força é incrivelmente fraca, eles também mostraram que o poder de puxar a rede da radiação poderia realmente ser maior do que a pequena quantidade de gravidade produzida por objetos minúsculos e quentes, com implicações para partículas menores do que um grão de poeira.

"Esses grãos de tamanho sub-micron desempenham um papel importante na formação de planetas e estrelas ou em astro-química", disse Sonnleitner .

"Aparentemente, existem algumas perguntas abertas sobre como eles interagem com o gás hidrogênio circundante ou uns com os outros. Agora, estamos explorando como essa força atrativa adicional afeta a dinâmica de átomos e poeira".

Avançado até agora, e outra equipe de físicos assumiu onde Sonnleitner e seus colegas deixaram, explorando o efeito da forma do corpo negro e seu efeito sobre a curvatura do espaço-tempo envolvente nesta atração ótica e repulsão.

Em particular, eles calcularam a distorção do espaço - ou topologia - em torno de um corpo negro esférico e cilíndrico e mediram como as diferenças podem afetar as forças de radiação do corpo negro.

Eles encontraram a curvatura do corpo negro esférico e a topologia do espaço que o rodeava teve um efeito de aumento na força atrativa devido ao efeito da gravidade e ao ângulo em que a radiação atingiu as partículas.

Este não era o caso para o cilindro, com sua superfície plana e espaço circundante, onde o efeito do corpo negro não era ampliado.

Embora o efeito não seja detectável no laboratório, ou mesmo para objetos do tamanho do nosso Sol, para objetos maciços de corpo negro, como estrelas de nêutrons ou formas mais exóticas de física de flexão espacial, este efeito pode fazer uma diferença significativa.

"Nós pensamos que a intensificação da força do corpo negro devido às fontes ultradensas pode influenciar de forma detectável os fenômenos associados a eles, como a emissão de partículas muito energéticas e a formação de discos de acreção em torno de buracos negros", o pesquisador líder Celio Muniz da Universidade Estadual do Ceará, Brasil, explicou a Phys.org .

A equipe também aplicou as descobertas anteriores sobre a força do corpo negro para um conceito chamado monopolo global - um ponto teórico semelhante a uma carga elétrica, que afeta a forma do espaço circundante sem gravidade - além de uma outra distorção teórica de espaço chamada corda cósmica .

"Este trabalho coloca a força do corpo negro descoberta em 2013 em um contexto mais amplo, que envolve fortes fontes gravitacionais e objetos exóticos, como cordas cósmicas, bem como os mais prosaicos encontrados na matéria condensada", disse Muniz .

fonte: iopscience.iop.org

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