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Os lasers poderão aquecer materiais a temperaturas mais quentes que o Sol em somente 20 quadrilionésimos de segundo, de acordo com novas pesquisas.

Físicos teoréticos da Imperial College London, conceberam um mecanismo extremamente rápido, que, acreditam, pode aquecer certos materiais a dez milhões de graus, num tempo muito mais rápido que um milionésimo de milhão de segundo.

O método, proposto aqui pela primeira vez, poderá ser relevante a novos caminhos de pesquisa em energia de fusão termonuclear, onde os cientistas procuram replicar a capacidade do Sol em produzir energia limpa.

O aquecimento seria cerca de 100 vezes mais rápido que outros realizados em experiências de fusão, usando o sistema de laser mais energético do mundo, no Laboratório Nacional de Lawrence Livermore na Califórnia.

Pesquisadores têm usado lasers poderosos para aquecer material, como parte do esforço para criar energia de fusão durante muitos anos. Neste novo estudo, os físicos procuravam novas maneiras de aquecer directamente iões - partículas que fazem a massa da matéria.

Quando os lasers são usados para aquecer a maioria dos materiais, a energia do laser aquece primeiro os electrões no alvo. Estes, por sua vez, aquecem os iões, tornando o processo mais lento do que aquecer os iões directamente.

A equipa descobriu que quando os laseres de alta-intensidade são disparados a um certo tipo de material, criam uma onda electrostática que poderá aquecer os iões directamente. A descoberta foi publicada no jornal Nature Communications.

'É um resultado completamente inesperado. Um dos problemas com a pesquisa de fusão tem sido o de receber energia do laser no lugar certo e na altura certa. Este método coloca a energia directamente nos iões,' disse o responsável do artigo, Dr. Arthur Turrell.

Normalmente, as ondas de choque do laser electrostático induzido, empurram iões à frente deles, fazendo com que acelerem para longe da onda de choque, mas não aquecem. No entanto, usando modelos sofisticados de super-computação, a equipa descobriu que se o material contém combinações especiais de iões, elas irão acelerar pelas ondas de choque a diferentes velocidade. Isto causa fricção, que por sua vez os faz rapidamente aquecer. Eles viram que o efeito seria mais forte em sólidos com dois tipos de iões, como os plásticos.

'Os dois tipo de iões agem como fósforos e a caixa; precisa de ambos,' explica o co-autor do estudo Dr. Mark Sherlock do Departamento de Física. 'Alguns fósforos nunca acenderão sozinhos - será sempre necessário a fricção causada por friccioná-los contra a lixa.'

'O material actual usado como alvo, interessou tanto, que foi uma surpresa só por si,' acrescentou o Prof. Steven Rose. 'Em materiais com um só tipo de ião, o efeito desaparece completamente.'

O aquecimento é tão rápido, em parte porque o material alvo é muito denso. Os iões são espremidos juntos quase até dez vezes a normal densidade de uma material sólido à medida que a onda electrostática passa, causando um efeito friccional que é mais forte do que seria com um material menos denso, como um gás.

A técnica, se provada experimentalmente, poderá ter a taxa de aquecimento mais elevada demonstrada num laboratório para um significante numero de partículas.

'Variações de temperaturas acontecem quando átomos se esmagam juntos em aceleradores como o Large Hadron Collider, mas estas colisões são entre pares únicos de partículas,' diz o Dr. Turrell. 'Em contraste com a técnica proposta, que poderá ser explorada em muitos laboratórios com lasers por todo o mundo, e aqueceriam material de densidade sólida.'