Imagine uma nuvem brilhante que se parece com um letreiro de néon, mas em vez de gotículas de água contém um grande número de partículas microscópicas de poeira suspensas no espaço. Esta mistura incomum é conhecida como poeira de plasma, um estado raro da matéria que existe tanto no espaço sideral quanto em experimentos de laboratório.
Um novo estudo publicado em Exame físico eFísicos da Universidade de Auburn descobriram que mesmo campos magnéticos muito fracos podem alterar significativamente o comportamento dos plasmas empoeirados. 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 espiralem, todo o plasma muda em resposta, à medida que as partículas ganham carga elétrica e aumentam de tamanho.
“O plasma de poeira é como pequenas partículas numa caixa de vácuo”, disse Bhavesh Ramakarun, principal autor do estudo. “Descobrimos que, ao introduzir campos magnéticos, podemos fazer com que essas partículas cresçam mais rápido ou mais devagar, e as partículas de poeira acabam com tamanhos e tempos de vida muito diferentes.”
Olhando para a forma das 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 antes de saírem do plasma. Quando um campo magnético é aplicado, esse período de crescimento torna-se muito mais curto, às vezes durando menos de um minuto, e as partículas resultantes permanecem menores.
Por que os elétrons são tão importantes?
“É notável o quão sensível é o sistema”, explicou Saikat Thakur, coautor do estudo. “Os elétrons são os atores mais leves do plasma, mas quando ficam magnetizados, eles ditam as regras. Esta simples mudança pode mudar completamente a forma como os nanomateriais se formam.”
Do laboratório ao cosmos
Os resultados poderão ajudar os cientistas a desenvolver novos métodos baseados em plasma para produzir nanopartículas com propriedades específicas para uso em eletrônica, revestimentos de superfície e tecnologias quânticas. Além das aplicações práticas, a pesquisa também lança luz sobre os plasmas naturais encontrados no espaço, incluindo os anéis planetários e a atmosfera do Sol, onde partículas de poeira e campos magnéticos interagem constantemente.
“O plasma constitui a maior parte do universo visível e a poeira está por toda parte”, acrescentou Ramakarun. “Ao estudar como as forças mais pequenas moldam estes sistemas, estamos a descobrir padrões que ligam o laboratório ao cosmos.”
