Até mesmo uma única molécula de gás pode dar um golpe forte o suficiente para ser detectado. Pesquisadores acabam de conseguir medi-lo.
Ao nosso redor, as molĂ©culas do ar se movem sem parar. Elas colidem com as paredes, os objetos e a nossa pele. Esses inĂşmeros choques produzem, entre outras coisas, a pressĂŁo do ar. Mas cada colisĂŁo, considerada separadamente, Ă© tĂŁo fraca que Ă© muito difĂcil distingui-la.
Modelo molecular do hexafluoreto de enxofre, de fórmula SF₆: um átomo de enxofre cercado por seis átomos de flúor. Esse gás faz parte das três substâncias testadas no experimento sobre colisões individuais.
Foto: Ljeto, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.
Uma equipe da Universidade Yale, nos Estados Unidos, encontrou uma maneira de observar alguns desses impactos minĂşsculos. Os pesquisadores usaram uma esfera de sĂlica, um material semelhante ao vidro, medindo apenas 100 nanĂ´metros de diâmetro. Ela Ă© mais de mil vezes menor que a espessura de um fio de cabelo.
Para evitar que ela tocasse em qualquer coisa, eles a mantiveram suspensa graças à luz de um laser, dentro de uma câmara da qual quase todo o ar havia sido retirado. Em seguida, adicionaram, em quantidades muito pequenas, três gases diferentes: criptônio, xenônio e hexafluoreto de enxofre.
A cada colisĂŁo, um átomo ou uma molĂ©cula podia dar um impulso Ă esfera, provocando um movimento Ănfimo. O laser permitia acompanhar esse deslocamento. Assim, os pesquisadores identificaram golpes produzidos por partĂculas cerca de dez milhões de vezes mais leves que o sensor.
O mais delicado era separar esses choques de todas as outras pequenas vibrações do aparelho. A equipe comparou os sinais com os registrados sem a adição de gás e, depois, com os resultados esperados pelos cálculos. As medições correspondiam bem à frequência e à intensidade das colisões previstas.
Os pesquisadores demonstraram que era possĂvel distinguir colisões individuais, enquanto os instrumentos normalmente medem seu efeito cumulativo.
Para que isso poderia servir? Ao contar esses impactos, seria possĂvel medir pressões extremamente baixas, como as encontradas em sistemas nos quais se produz quase totalmente o vácuo.
Com sensores ainda mais sensĂveis, esse mĂ©todo tambĂ©m poderia ajudar a estudar forças muito fracas e alguns experimentos de fĂsica fundamental. Por enquanto, o feito está na dimensĂŁo do que os pesquisadores conseguiram medir: o golpe de uma Ăşnica partĂcula de gás.