Já é possível ouvir o som de um fluido “perfeito”, a melodia quântica que deu origem ao Universo

(dr) Christine Daniloff / MIT

Uma equipa de cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT) conseguiu captar, pela primeira vez, as primeiras ondas sonoras derivadas de um fluido “perfeito”.

Um fluxo perfeito forma-se quando um fluido flui com a menor quantidade de atrito, ou viscosidade, permitida pelas leis da mecânica quântica.

Pela primeira vez, uma equipa do Massachusetts Institute of Technology (MIT) registou ondas sonoras a moverem-se através de um fluido deste tipo, um feito que pode ajudar os cientistas a entender algumas das condições mais extremas do Universo, nomeadamente o interior de estrelas de neutrões ultradensas ou a “sopa” de plasma de quarks e gluões que encheu o Universo nos anos logo após o Big Bang.

“É muito difícil ouvir uma estrela de neutrões”, disse o físico Martin Zwierlein, do MIT, citado pelo Science Alert. “Agora, é possível imitar o som em laboratório usando átomos e agitando aquela sopa atómica.”

A viscosidade de um fluido pode ser medida pela forma como o som se dissipa, uma propriedade conhecida como difusão sonora. A equipa desenvolveu uma experiência, em laboratório, para propagar ondas sonoras através de um fluido de partículas fermiónicas para determinar a sua viscosidade.

Os fermiões são uma classe de partículas que incluem os blocos de construção dos átomos, como eletrões e quarks, assim como partículas feitas de fermiões, como neutrões e protões.

Segundo o princípio de exclusão de Pauli, estas partículas não podem ocupar o mesmo estado quântico, o que significa que não podem ocupar o mesmo espaço. Assim, os investigadores tiveram de congelar as partículas a temperaturas a rondar os -273,15 ºC (ou -459,67 ºF).

Depois, os cientistas aplicaram uma forte intensidade de ondas de luz que funcionaram como ponto de partida para uma reação em cadeia: as ondas sonoras passaram a ecoar através do gás, despertando o contacto entre os fermiões próximos.

Com a experiência, a equipa procurava ressonâncias acústicas, uma amplificação na onda sonora produzida quando a frequência da onda corresponde à frequência da vibração natural do meio.

Os especialistas do MIT descobriram que a difusão do som no fluido é tão baixa que pode ser descrita por uma quantidade “quântica” de atrito, dada pela constante de Planck, e pela massa dos fermiões no fluido. “Se um fluido tem baixa viscosidade, pode formar uma onda sonora muito forte e ser muito alto, se atingido na frequência certa. Se for um fluido muito viscoso, então não tem boas ressonâncias”, explicou Zwierlein.

Melodia quântica do Universo

Este trabalho, cujo artigo científico foi publicado recentemente na Science, tem algumas aplicações interessantes.

O interior das estrelas de neutrões, por exemplo, é considerado um fluido perfeito. Desta forma, os cientistas poderiam usar fluidos como o gás lítio-6 para entender melhor o interior destes corpos, assim como os sinais de ondas gravitacionais gerados pela fusão de estrelas de neutrões.

Além disso, a investigação poderia ser útil para entender melhor a supercondutividade, na qual os eletrões podem fluir livremente através dos materiais.

“Este trabalho está diretamente relacionado com a resistência dos materiais”, disse Zwierlein. “Descobrir qual a menor resistência de um gás diz-nos o que pode acontecer com os eletrões nos materiais e como se podem fazer materiais onde os eletrões são capazes de fluir de maneira perfeita. É emocionante.”

Liliana Malainho Liliana Malainho, ZAP //

PARTILHAR

2 COMENTÁRIOS

  1. A referência às temperaturas está errada.
    Ao invés de
    “temperaturas entre -273,15 ºC e -459,67 ºC.”
    deveria estar
    “temperaturas entre -273,15 ºC ou -459,67 °F.”
    Ou seja, a noticia pretende referir uma temperatura a rondar os “0 graus Kelvin” (“50 and 500 nanoKelvin” tal como está no artigo original)
    A ideia é descrever o Zero Absoluto no que à temperatura diz respeito.
    Mesmo no artigo original que esta noticia tem por base, a referência está errada.
    Corrijam e digam à revista ScienceAlert.com que não percebem nada do assunto!
    ZAP – 1
    Science Alert – 0

    • Caro leitor,
      Obrigado pelo seu reparo. É um privilégio merecer a atenção de leitores informados e perspicazes.
      Há de facto um erro na nossa fonte, erro que nós reproduzimos. Está corrigido.

RESPONDER

Rio Ave 0 - 2 Sporting | Leão invicto com uma garra no “caneco”

O Sporting registou o 31º jogo consecutivo sem perder na Liga NOS. Na visita ao Rio Ave, os “leões” venceram o Rio Ave por 2-0 e estão muito perto de conquistar o ceptro de campeões …

Taylor's lança vinho do Porto produzido na vindima de 1896 (e custa uma pequena fortuna)

A Taylor's vai lançar um "raro" vinho do Porto produzido na vindima de 1896, na Região Demarcada do Douro, e que tem uma edição limitada de 1.700 decantadores de cristal, embalados numa luxuosa caixa de …

"Este calendário pode ser muito mais perigoso do que finalizar o campeonato"

Dois treinadores de equipas femininas de andebol analisaram a sucessão de jornadas duplas em fins-de-semana consecutivos. Diogo Guerra avisa: "Este calendário é uma irresponsabilidade enorme. Só espero que ninguém se aleije". A primeira divisão nacional feminina …

Mulher dá à luz nove bebés, mais dois do que mostraram as ecografias

Uma mulher de 25 anos deu à luz nove bebés, mais dois do que mostraram as várias ecografias realizadas ao longo da gravidez. O caso aconteceu no Mali. Este está a ser considerado um recorde mundial …

Andrea Bocelli dá dois concertos em Coimbra em 25 e 26 de junho

O tenor italiano Andrea Bocelli vai atuar no Estádio Cidade de Coimbra em 25 e 26 de junho, em dois concertos que contam com a participação da fadista Mariza. "Em cumprimento das normas de segurança e …

Califórnia vai ter o maior sistema de armazenamento de energia não hidrelétrica do mundo

A empresa canadiana Hydrostor, que fornece soluções de armazenamento de energia de longa duração, revelou esta semana que irá desenvolver 1.000 MW de CAES na Califórnia, de acordo com um comunicado. O CAES é um tipo …

Seis anos e mil milhões de links depois, cientistas concluem que a Internet está a crescer (e a encolher)

Uma equipa de investigadores analisou mil milhões de links ao longo de seis anos e concluiu que a Internet está tanto a crescer como a encolher. O mundo online está em constante expansão — sempre agregando …

Há estranhas rádios-fantasma na Rússia (e exploradores entraram numa delas)

Aos 14 anos, um jovem comprou um rádio de ondas curtas e estava a testá-lo quando encontrou a transmissão errada - uma rádio fantasma. Imagine que é um entusiasta da rádio, sozinho à noite, a trabalhar …

Dinheiro e refeições grátis. A Sérvia vai recompensar os cidadãos que forem vacinados

O Presidente da Sérvia, Aleksandar Vucic, anunciou esta quarta-feira que serão pagos 25 euros aos cidadãos já vacinados contra a covid-19 e aos que se vão vacinar até final de maio, uma iniciativa original no …

Ivã, o (não tão) Terrível. Aliado de Putin reescreve história para reabilitar reputação do primeiro czar da Rússia

Segundo um alto funcionário russo, Ivã, o Terrível, não era terrível e a sua reputação de tirano cruel é o resultado de uma campanha de difamação realizada pelo Ocidente no século XVI. Nikolai Patrushev, o poderoso …