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Mecânica

Recorde mundial: Alcançada pressão de 1 terapascal

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/08/2016

Recorde mundial: Pressão de 1 terapascal em laboratório
Esquema do experimento e microfotografia dos diamantes nanocristalinos usados no experimento.
[Imagem: Leonid Dubrovinsky/Natalia Dubrovinskaia]

Pressão estelar

Pesquisadores russos e alemães não apenas bateram o recorde mundial de maior pressão já produzida em laboratório, como superaram uma marca emblemática.

Ao gerar uma pressão de 1 trilhão de Pascals, Natalia Dubrovinskaia e Leonid Dubrovinsk, da Universidade de Bayreuth, abriram novas oportunidades de pesquisa em astrofísica, geofísica, ciências dos materiais e química do estado sólido.

A marca de 1 terapascal - um trilhão de Pascals - era considerada como uma "fronteira mágica" nesse campo, dizem os pesquisadores. Ela é três vezes maior do que a pressão existente no núcleo da Terra e duas vezes maior do que o recorde de pressão anterior, estabelecido em 2015 pela mesma equipe.

Acredita-se, por exemplo, que o hidrogênio seja metálico no interior das estrelas. Mas experimentos para demonstrar ou refutar essas e outras teorias precisam gerar pressões descomunais.

Bigornas de diamante

Essas pressões descomunais são obtidas no interior de dispositivos conhecidos como bigornas de diamante.

A equipe sintetizou esferas de diamante nanocristalino, totalmente transparentes, cada uma com diâmetros entre 10 e 20 micrômetros. Usando um feixe de íons, eles cortaram essas esferas em duas, cada uma das quais foi instalada em um dos lados da bigorna de diamante - cada metade foi fixada sobre o diamante já existente na bigorna.

Usando um material de referência entre as duas metades, a equipe foi aumentando paulatinamente a pressão enquanto monitorava o que ocorria com a amostra por meios de raios X de alta energia, emitidos por uma fonte síncrotron.

O padrão de refração da amostra revelou que a pressão sofrida pelo material superou ligeiramente 1 terapascal.

Esse ganho de pressão, segundo a equipe, deve-se a que os dois hemisférios da esfera de diamante são posicionados com exatidão um frente ao outro, permitindo transferir pressões extremamente elevadas exercidas sobre eles pelos diamantes maiores da bigorna.

Pascal

O Pascal é uma unidade de pressão definida como um newton por metro quadrado (N/m²).

Por sua vez, o newton é uma unidade de força, definida como a força necessária para acelerar um quilograma de massa a 1 m/s² (metro por segundo ao quadrado).

Para comparação, a pressão atmosférica ao nível do mar equivale a 101.325 Pascals.

Bibliografia:

Artigo: Terapascal Static Pressure Generation with Ultrahigh Yield Strength Nanodiamond,
Autores: Natalia Dubrovinskaia, Leonid Dubrovinsky, Natalia A. Solopova, Artem Abakumov, Stuart Turner, Michael Hanfland, Elena Bykova, Maxim Bykov, Clemens Prescher, Vitali B. Prakapenka, Sylvain Petitgirard, Irina Chuvashova, Biliana Gasharova, Yves-Laurent Mathis, Petr Ershov, Irina Snigireva, Anatoly Snigirev
Revista: Science Advances
Vol.: 2, no. 7, e1600341
DOI: 10.1126/sciadv.1600341






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