Imagine uma nuvem brilhante que parece um letreiro de néon, mas em vez de gotas de água, é uma massa de minúsculas partículas de poeira suspensas no espaço. Esta mistura incomum é chamada de plasma empoeirado, um estado raro da matéria encontrado no espaço sideral e em experimentos de laboratório.
Em um novo estudo publicado em Revisão Física EFísicos da Universidade de Auburn descobriram que mesmo campos magnéticos muito fracos podem alterar significativamente o comportamento do plasma empoeirado. A equipe descobriu que o magnetismo pode retardar ou acelerar o crescimento de nanopartículas flutuando no plasma. Quando um campo magnético faz com que os elétrons se movam ao longo de um caminho espiral, todo o plasma muda de acordo, mudando a maneira como as partículas ganham carga e aumentam de tamanho.
“O plasma de poeira é como pequenas partículas em uma caixa de vácuo”, disse Bhavesh Ramkorun, principal autor do estudo. “Descobrimos que, ao introduzir um campo magnético, poderíamos fazer com que essas partículas crescessem mais rápido ou mais devagar, e as partículas de poeira acabavam com tamanhos e tempos de vida muito diferentes.”
Observe a formação de nanopartículas
Para explorar esse efeito, os pesquisadores criaram nanopartículas de carbono acendendo uma mistura de gases argônio e acetileno. Em condições normais, as partículas formam-se de forma estável durante cerca de dois minutos e depois saem do plasma. Quando um campo magnético foi aplicado, os ciclos de crescimento tornaram-se mais curtos, às vezes durando menos de um minuto, e as partículas resultantes permaneceram menores.
Por que os elétrons são tão importantes?
“A sensibilidade deste sistema é incrível”, explica Saikat Thakur, coautor do estudo. “Os elétrons são os participantes mais leves do plasma, mas quando são magnetizados, eles ditam as regras. Esta simples mudança pode mudar completamente a forma como os nanomateriais são formados.”
Do laboratório para o universo
As descobertas podem ajudar os cientistas a desenvolver novos métodos baseados em plasma para a produção de nanopartículas com propriedades específicas para uso em eletrônica, revestimentos de superfície e tecnologias quânticas. Além das aplicações práticas, esta pesquisa lança luz sobre os plasmas naturais encontrados em todo o espaço, incluindo os anéis planetários e a atmosfera solar, onde a poeira e os campos magnéticos interagem constantemente.
“O plasma constitui a maior parte do universo visível, enquanto a poeira está por toda parte”, acrescentou Ramkoren. “Ao estudar como as forças mais pequenas moldam estes sistemas, estamos a descobrir padrões que ligam o laboratório ao universo.”
