Cientistas estão trabalhando em um replicador estilo Jornada nas Estrelas
Quem nunca sonhou em ter uma máquina que pode materializar qualquer objeto que precisamos ao pressionar um botão? Tais máquinas só existem nas mentes dos entusiastas da ficção científica e da indústria cinematográfica. O exemplo mais óbvio é o “replicador” que os personagens de Jornada nas Estrelas usam rotineiramente para gerar uma variada gama de objetos, ajudando-os a escapar até mesmo do mais impossível dos enredos.
No entanto, os cientistas podem ter encontrado uma maneira de construir uma máquina como essa. O truque seria explorar a sempre famosa equação E = mc2, conhecida como princípio da equivalência matéria-energia de Einstein. Esta equação nos diz que a massa (a quantidade de matéria de que um corpo é feita) é apenas outra forma de energia. Isto significa que deve ser possível pegar alguma massa e convertê-la diretamente em energia pura.
Este fenômeno é corroborado pela evidência experimental. Por exemplo, ele fornece a energia que mantém o núcleo atômico coeso. Se você “pesar” o núcleo de um átomo, você vai descobrir que ele é um pouco mais leve do que a soma de seus componentes. A massa em falta é convertida em energia, que mantém tudo em conjunto. Até aí tudo bem, mas o sinal de igual na equação nos diz algo ainda mais emocionante. Nós podemos, em princípio, pegar energia pura e materializá-la em massa.
Vácuo – Não é tão vazio
Como pode ser possível? Para captar essa idéia, precisamos mudar nosso conceito de vácuo puro. Classicamente, o vácuo significa nada, uma região completamente vazia (e chata) de espaço. A mecânica quântica nos diz o contrário, presumindo que o vácuo é uma região extremamente ocupada de espaço, onde partículas ultra-pequenas passam a existir por períodos de tempo muito curtos (mais curtos do um milésimo de um bilionésimo de um bilionésimo de segundo).
As partículas são rapidamente aniquiladas quando se colidem com uma antipartícula correspondente, feita de antimatéria. Juntas, essas partículas e antipartículas, geralmente referidas como “partículas virtuais”, são uma consequência direta do Princípio da Incerteza de Heisenberg.
Agora, imagine o envio de um feixe de laser super-intenso (que é energia eletromagnética pura) em um vácuo. Se o laser for suficientemente intenso, ele poderia separar estas partículas virtuais para longe de suas antipartículas a uma distância que as impede de se colidir e aniquilar. Isto significa que você enviou energia em uma região nula e criou algumas partículas reais com massa.
Os lasers são agora capazes de produzir rajadas de luz que duram pequenos períodos de tempo, períodos comparáveis ao tempo que leva para um elétron efetuar uma rotação em torno do núcleo do átomo. Eles também podem ser focados em uma região do espaço menor do que a espessura de um cabelo humano. Para trazer as coisas em uma perspectiva, essas rajadas laser são milhares e milhares de vezes mais poderosas que toda a rede elétrica do Reino Unido e bilhões e bilhões de vezes mais intensas do que a irradiação solar na Terra.
Elevando o poder
Os cientistas notoriamente nunca estão satisfeitos, e estão empurrando este limite ainda mais. Um grande projeto europeu está agora construindo o laser mais potente já gerado, o ELI. Este projeto sem precedentes irá resultar, nos próximos anos, na criação de um sistema de laser que fornece feixes com uma potência de 10 PW (10,000,000,000,000,000 watts).
Cálculos teóricos indicam que tal laser é capaz de “produzir” um punhado de partículas a partir do nada e fornecer a primeira evidência experimental de que a energia pode ser diretamente transformada em matéria tangível.
Nós ainda estamos longe de produzir um objeto inteiro a partir do vácuo, mas o primeiro passo está sendo levado. Uma vez que a roda é posta em movimento, só será uma questão de tempo antes de um replicador ser um aparelho essencial em cada casa.
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