Cientistas norte-americanos e austríacos conseguiram provar que, em condições de temperaturas extremas, existe mais um estado físico da matéria: o chamado polarons de Rydberg.

Afinal, não há apenas quatro estados físicos da matéria. Um estudo, realizado por cientistas norte-americanos e austríacos, revela que, para além do estado sólido, líquido, gasoso e plasma, existe o chamado polarons de Rydberg.

Este estado de matéria é formado a temperaturas ultra-frias, quando um eletrão orbita o núcleo a uma distância tão grande que outros átomos acabam ligados dentro da órbita. Todos esses átomos formam um vínculo fraco que gera o polarons de Rydberg.

“Este não é o tipo de coisas que aprendemos nas aulas de física”, afirmou o cientista Thomas Killian, físico da Universidade de Rice, à Gizmodo. “Este é um novo mecanismo que só tem vindo a ser estudado nos últimos cinco anos.”

Através de feixes de lasers, os cientistas arrefeceram alguns átomos do elemento estrôncio a temperatura próximas do zero (-273,15ºC) para obter a condensação de Bose-Einstein, com geometrias especiais e, assim, observar a formação de polarons de Rydberg, considerado o novo estado de matéria.

De seguida, observaram até onde conseguiam afastar o eletrão do núcleo desse átomo, criando assim um novo estado de alta energia exótico.

(dr) TU Wien

O eletrão (azul) orbita o núcleo (vermelho) e a sua órbita inclui muitos outros átomos do condensado de Bose-Einstein (verde).

“A distância média entre o eletrão e o seu núcleo pode ser tão grande quanto várias centenas de nanómetros”, explicou Joachim Burgdörfer

, físico teórico de partículas da TU Wien, na Áustria. Essa distância pode ser até mil vezes maior do que o raio de um átomo de hidrogénio e abrigar até 170 átomos de estrôncio.

O fenómeno condensação e Bose-Einsteins dos átomos só acontece em temperaturas tão baixas que só existiram no início da formação do Universo. Nestas condições, a matéria exibe um comportamento quântico.

Segundo os cientistas, este estudo funciona como uma forma de melhor entender a própria natureza dos átomos que compõem o nosso mundo. Os polarons de Rydberg existem apenas durante alguns microssegundos, mas este comportamento pode ter implicações importantes.

“Este novo e fraco estado da matéria é uma empolgante e nova possibilidade para investigar a física de átomos ultrafrios”, afirma Burgdörfer. O estudo, que dá pistas de como as partículas em temperaturas extremamente baixas interagem entre si, foi publicado na Physical Review Letters.

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