Ficar chateado com nada? Bem, você não está sendo ridículo: alguns átomos podem formar laços reais com "nada".
Embora uma ligação química típica exija duas entidades, existe um tipo de átomo que pode se ligar a átomos "fantasmas" ou àqueles que não existem, de acordo com um novo artigo publicado em 12 de setembro na revista Physical Review Letters.
Assim como os planetas do nosso sistema solar orbitam em torno do sol, os elétrons orbitam em torno do núcleo de um átomo. Quanto mais distante sua órbita, maior a energia do elétron. Mas, com um aumento de energia, os elétrons podem saltar em órbitas - e alguns vão longe.
Os átomos de Rydberg têm um elétron que salta para uma órbita distante, longe do núcleo. "Basicamente, qualquer átomo da tabela periódica pode se tornar um átomo de Rydberg", disse ao Live Science o autor sênior Chris Greene, distinto professor de física e astronomia da Universidade Purdue. Tudo o que é necessário é lançar um laser sobre um átomo, dando aos elétrons um pouco de energia.
Os átomos de Rydberg "são incomuns do ponto de vista químico", disse Greene. Isso ocorre porque um elétron excitado que pulou para muito longe do núcleo do átomo pode colidir repetidamente com um elétron em um átomo próximo do estado fundamental - ou um onde todos os seus elétrons estão no estado de energia mais baixo possível. Cada vez que colide, atrai o átomo do estado fundamental pouco a pouco, eventualmente prendendo-o no que é chamado de ligação trilobita.
"Essa interação minúscula com um átomo distante" pode interagir com o átomo de Rydberg, de modo que a molécula resultante pareça um fóssil dos artrópodes extintos chamados trilobitas, disse Greene.
Prevê-se que as moléculas de trilobita existissem em 2000 e experimentalmente observadas 15 anos depois. Mas agora, Greene e sua equipe prevêem que existe uma maneira de "enganar" o átomo de Rydberg para formar um vínculo com, bem, nada.
Tudo o que eles precisavam fazer era fazer um pouco de escultura.
Em um experimento puramente teórico, a equipe usou um algoritmo de computador para descobrir uma sequência de pulsos elétricos e magnéticos que eles poderiam aplicar a um átomo de hidrogênio de Rydberg, moldando-o de maneira a formar a ligação trilobita.
Durante cada pulso elétrico, o orbital eletrônico do átomo de hidrogênio Rydberg pode ser esticado; e durante cada pulso magnético, ele pode ser torcido uma pequena quantidade, disse Greene.
"Surpreendentemente, nos estágios intermediários antes que o pulso final seja aplicado ao átomo, o estado do elétron de ligação não se parece muito com o trilobita", disse Greene. "Ele só entra em foco quando o estado desejado no final do pulso final".
Seus cálculos mostraram que, como uma aranha lançando sua teia no espaço vazio, é possível que um átomo de Rydberg forme uma ligação trilobita com um átomo "fantasma".
"O elétron está se comportando exatamente como se estivesse ligado a um átomo, mas não há átomo ao qual se ligar", disse Greene. E está fazendo isso de uma maneira muito direcional, o que significa que está apontando para um ponto quase exato no espaço onde teria se ligado a um átomo no estado fundamental. Eles descobriram que esse vínculo com o nada deve permanecer por pelo menos 200 microssegundos.
"Estamos bastante confiantes" de que isso seria verdade se eles tentassem experimentalmente, disse Greene. Mas, para que isso ocorra experimentalmente, os pesquisadores precisarão descobrir como sincronizar pulsos e bloquear campos externos, o que pode ser um grande obstáculo a ser resolvido, de acordo com a American Physical Society.
Greene espera descobrir se existem outras maneiras de "enganar" os elétrons para fazer ligações sem nada, como a aplicação de microondas ou pulsos de laser rápidos. Ele suspeita que esses átomos, ligados a absolutamente nada, possam se comportar de maneira diferente se for solicitado a sofrer reações químicas.
