Pular para o conteúdo principal

Superando Einstein: mistério do efeito fotoelétrico é revelado


Alexander Hartung conta que se tornou pai duas vezes no tempo que levou para construir o aparelho.
[Imagem: Alexander Hartung]

Entendendo a mecânica dos fótons e elétrons

Albert Einstein recebeu o Prêmio Nobel por explicar o efeito fotoelétrico. Em sua forma mais intuitiva, um único átomo é irradiado pela luz; segundo Einstein, a luz consiste em partículas (fótons) que transferem apenas energia quantizada para o elétron do átomo.

Esse processo está na base de quase todas as atuais tecnologias envolvendo a luz, da energia solar aos LEDs. Mas isso não significa que já entendemos todos os meandros do que acontece entre a luz e a matéria.

Por exemplo, se a energia do fóton for suficiente, ele arranca elétrons do átomo; mas o que acontece com o momento do fóton nesse processo?

A questão de qual parceiro da reação (núcleo do átomo ou os elétrons) conserva o momento do fóton tem ocupado os físicos há mais de 30 anos. Por exemplo, quando inúmeros fótons de um pulso de laser bombardeiam um átomo, eles o ionizam. Quebrar o átomo consome parcialmente a energia do fóton. A energia restante é transferida para o elétron liberado. Mas detectar o destino dessa energia era algo que nenhum aparelho conseguia fazer.

Para responder a essa pergunta, físicos desenvolveram e construíram um novo espectrômetro com resolução anteriormente inatingível: ele usa pulsos de laser ultracurtos, com precisão de tempo em uma escala de um attossegundo, o equivalente a 0,000000000000000001 segundo.

Alexander Hartung, da Universidade de Frankfurt, na Alemanha, conta que se tornou pai duas vezes no tempo que levou para construir o aparelho. O dispositivo, com três metros de comprimento e 2,5 metros de altura, contém aproximadamente tantas peças quanto um automóvel. Sua operação consiste em ionizar átomos de argônio individuais - ou quebrar moléculas - e então determinar com precisão o momento das partículas.

Outra esquisitice quântica

"A ideia mais simples é a seguinte: desde que o elétron esteja ligado ao núcleo, o momento é transferido para a partícula mais pesada, ou seja, o núcleo do átomo. Assim que ele se liberta, o momento do fóton é transferido para o elétron," explica o professor Reinhard Dörner, da Universidade Goethe, parceiro no desenvolvimento do aparelho.

Isso seria análogo ao vento transferindo seu impulso para a vela de um barco. Enquanto a vela estiver firmemente presa, o impulso do vento impulsiona o barco para frente. No instante em que o mastro se quebrar, no entanto, o momento do vento é transferido apenas para a vela.

No entanto, a resposta que Hartung descobriu através de seu experimento é - como é típico para a mecânica quântica - mais surpreendente. O elétron não apenas recebe o momento esperado, mas também recebe um adicional equivalente a um terço do momento do fóton, que deveria ter ido para o núcleo do átomo, segundo as teorias. A vela do barco, portanto, "conhece" o acidente iminente antes que o mastro se rompa e roube um pouco do momento do barco.

Para explicar o resultado com mais precisão, Hartung destaca-se da explicação de Einstein da luz como partícula e usa o conceito da luz como uma onda eletromagnética: "Sabemos que os elétrons tunelam através de uma pequena barreira de energia. Ao fazer isso, eles são afastados do núcleo pelo forte campo elétrico do laser, enquanto o campo magnético transfere esse momento adicional para os elétrons."


Esquema do aparelho que permitiu esclarecer o que acontece com o momento do fóton.
[Imagem: Alexander Hartung]

Física e química

Além das implicações óbvias para a fotônica e demais tecnologias ligadas à luz, o novo equipamento eleva a um novo patamar a capacidade de controlar elétrons em átomos e moléculas.

A longo prazo, é concebível que este e outros conhecimentos sobre como os átomos e as moléculas funcionem proporcionem uma oportunidade para melhorar a maneira como as reações são controladas nas moléculas, o que por sua vez pode abrir o caminho para uma química mais eficaz.

Bibliografia:

Artigo: Magnetic fields alter strong-field ionization
Autores: A. Hartung, S. Eckart, S. Brennecke, J. Rist, D. Trabert, K. Fehre, M. Richter, H. Sann, S. Zeller, K. Henrichs, G. Kastirke, J. Hoehl, A. Kalinin, M. S. Schöffler, T. Jahnke, L. Ph. H. Schmidt, M. Lein, M. Kunitski, R. Dörner
Revista: Nature Physics
Vol.: 123, 133201
DOI: 10.1038/s41567-019-0653-y

Artigo: Fano's Propensity Rule in Angle-Resolved Attosecond Pump-Probe Photoionization
Autores: David Busto, Jimmy Vinbladh, Shiyang Zhong, Marcus Isinger, Saikat Nandi, Sylvain Maclot, Per Johnsson, Mathieu Gisselbrecht, Anne L'Huillier, Eva Lindroth, Jan Marcus Dahlström
Revista: Physical Review Letters
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.133201

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA

Comentários

Postagens mais visitadas deste blog

Mémorias da Ufologia: Caso SANTA ISABEL

FOTOS DO LAUDO

Na localidade de Santa Izabel(SP) em junho de 1999, a Sra. Alzira Maria de Jesus foi encontrada morta na sua cama, e por volta das 8 hs da manhã sua nora percebe o fato e sai imediatamente para ir ao orelhão e ligar para o seu marido e espera à ajuda e , ao chegar de volta em casa quase 40 min.depois a nora vê o corpo da sra. com o rosto totalmente desfigurado e praticamente sem carne; foi feito o boletim de ocorrência na delegacia da cidade sob n°145/99 em 24 de Junho. Posteriormente confirmou-se que à causa da morte foi a parada respiratória, mas o que aconteceu realmente como rosto desta sra. num espaço menor de uma hora?O laudo é cita sobre as configurações do mesmo, inclusive nas cavidades oculares, mas o que teria causado à perda do rosto ficou indeterminada. Mais estranho ainda é que na noite anterior aos fatos foram vistas bolas de luz voando nessa região rural e no início da madrugada os animais,como cachorros,gansos,e outros começaram à fazer um intenso barulh…

O caso Artur Berlet, O homem que foi para o Planeta Acart

O "Caso Berlet" ocorreu em 25 de maio de 1958 (faleceu em 1995), quando o gaúcho Artur Berlet, da cidade de Sarandí – RS, desapareceu por 11 dias.
Segundo Berlet teria sido abduzido e levado para um planeta chamado Acart aproximadamente 65,000,000 km da terra, demorou cerca de 38horas para chegar, onde ficou 11 dias em uma cidade com quase 90 milhões de habitantes. O curioso do fato que conseguiu comunicação com extraterrestres através do idioma Alemão.

Durante esse tempo, Berlet teve a chance de ver a Terra a partir do espaço. conhecer objetos e tecnologias que só teríamos posteriormente no decorrer do avanço dos humanos.
Após décadas, a fantástica história do gaúcho ainda surpreende a todos. Quem reconstituiu a história desse caso para a RBS foi a professora Ana Berlet, filha de Artur.

Vejam o nível da informação:

O Artur Berlet através de uma aparelho de Acart o qual olhou a terra, disse;
“a terra era AZUL.”



Ok ! parece nada demais, mas o fato é que ele disse anos ant…

Filme "Intruders" (Intrusos) 1992

Ao pesquisar problemas de duas de suas pacientes, proeminente psiquiatra de um importante hospital de Los Angeles (Interpretado pelo falecido ator Richard Crenna na vida real John Mack, psiquiatra formado em Harvard Medical School, 1955.) acaba penetrando em um universo de estranhas ocorrências relacionadas com OVNIs, que modificarão sua própria vida.

"Intruders" foi baseado no best-seller de Budd Hopkins e em casos verídicos que hoje compõem um vasto arquivo de histórias vividas por muitas pessoas que passaram por experiências com seres extraterrestres, e que neste filme colaboraram com renomados pesquisadores do assunto na reconstituição dos episódios.

Best Seller "Intruders" (Intrusos)

Algumas cenas do filme:








Filme legendado em português:




Inspiração do filme Intruders (Intrusos), mulher relata contato com ETs



A americana Debbie Jordan, que relata um contato com extraterrestres há 34 anos, comentou que ficaria chocada se houvesse uma nova aproximação, mas não enc…