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.
Em um novo estudo publicado em Exame físico de 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 desacelerar ou acelerar o crescimento de nanopartículas flutuando no plasma. Quando o campo magnético faz com que os elétrons se movam em trajetórias espirais, todo o plasma se desloca em resposta, mudando a maneira como as partículas adquirem carga elétrica 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 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.”
Observando a formação de nanopartículas
Para estudar esse efeito, os pesquisadores criaram nanopartículas de carbono acendendo uma mistura de argônio e acetileno. Em condições normais, as partículas formaram-se de forma constante durante cerca de dois minutos antes de saírem do plasma. Quando os campos magnéticos foram aplicados, este período de crescimento tornou-se muito mais curto, às vezes durando menos de um minuto, e as partículas resultantes permaneceram menores.
Por que os elétrons são tão importantes?
“É notável o quão sensível é este sistema”, explicou Saikat Thakur, coautor do estudo. “Os elétrons são os atores mais leves de um plasma, mas quando ficam magnetizados, eles ditam as regras. Esta simples mudança pode mudar completamente a forma como os nanomateriais são formados.”
Do laboratório ao espaço
As descobertas poderão ajudar os cientistas a desenvolver novos métodos de plasma para produzir nanopartículas com propriedades específicas para uso em eletrônica, revestimentos de superfície e tecnologias quânticas. Além das aplicações práticas, a investigação também lança luz sobre os plasmas naturais encontrados em todo o espaço, incluindo os anéis planetários e a atmosfera do Sol, onde a poeira e os campos magnéticos estão em constante interação.
“O plasma constitui a maior parte do universo visível e a poeira está por toda parte”, acrescentou Ramkorun. “Ao estudar como as menores forças moldam esses sistemas, descobrimos padrões que conectam o laboratório ao espaço”.
