Quando partículas carregadas, como os elétrons, viajam por um campo
magnético, a trajetória fica curvada por esse campo, e acaba se tornando
um círculo. Quanto maior a força do campo magnético, menor o círculo.
Em 1930, o físico Lev Landau fez uma previsão matemática sobre o raio
mínimo para estes círculos, que agora leva o seu nome: “níveis de
Landau”.
Não é possível fazer uma “fotografia” dos elétrons, e até agora
ninguém tinha uma confirmação em laboratório destes níveis, mas isto
mudou com o trabalho do físico Koichi Hashimoto, da Universidade Tohoku
do Japão, e Rudolf Roemer da Universidade de Warwick, Inglaterra. Eles
prenderam os elétrons na superfície de um material semicondutor, e
usaram técnicas de espectroscopia de escaneamento de tunelamento para
encontrar os locais possíveis onde os elétrons estavam.
Para cada pixel da imagem, eles têm meia hora de captura de dados,
que foram obtidos permitindo que um elétron tentasse passar. Se a
posição representasse um estado possível para o elétron, uma partícula
acabava por viajar para ela no processo conhecido como tunelamento, e
era representada por um pixel claro. Caso contrário, o pixel era escuro.
Com isto, uma imagem da órbita possível do elétron foi obtida, e a
figura criada se parece muito com os resultados previstos pelas
simulações teóricas, confirmando a previsão de 1930.
E qual a utilidade da confirmação dos níveis de Landau? Uma delas é a
redefinição do quilograma. Todas as unidades do Sistema Internacional
são definidas em termos das constantes físicas fundamentais, o que
permite que elas sejam reproduzidas em qualquer lugar para que o valor
correto seja obtido. Todas, exceto o quilograma, que é definido por um
pedaço de metal mantido em um cofre na França.
Confirmando os níveis de Landau, é possível definir o quilograma em
termos do peso que é necessário para contrabalançar a força magnética
produzida por uma espiral magnética. A intensidade desta força é
dependente em parte da constante von Klitzing, que por sua vez está
ligada aos níveis de Landau.
Fonte: http://www.livescience.com/
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