objetos perfeitamente não-reflexivas, chamados de corpos negros, produzem radiação de corpo negro, quando a uma temperatura uniforme. Embora as propriedades de radiação do corpo negro depende da temperatura do corpo negro, esta radiação sempre foi pensado para ter um efeito repulsivo líquido. Agora em um novo estudo, os cientistas têm mostrado teoricamente que a radiação de corpo negro induz uma segunda vigor em átomos e moléculas nas proximidades, que geralmente é atraente e, de forma bastante surpreendente, ainda mais forte do que a pressão de radiação repulsivo. Consequentemente, os átomos e moléculas são puxados para a superfície do corpo negro por uma força atrativa líquida que pode ser ainda mais forte do que a gravidade. A nova força-que atraente os cientistas chamam de "força de corpo negro" -suggests que uma variedade de cenários astrofísicos devem ser revistos.
Os cientistas, M. Sonnleitner na Universidade de Innsbruck e Innsbruck Medical University, na Áustria, M. Ritsch-Marte em Innsbruck Medical University, e H. Ritsch na Universidade de Innsbruck, publicaram seu trabalho sobre a força de corpo negro atraente decorrente de corpo negro radiação em uma edição recente da revista Physical Review Letters .
A base subjacente da nova força foi realmente conhecida há pelo menos meio século: radiação de corpo negro muda os níveis de energia atómica dos átomos e nas proximidades moléculas . Nestes "turnos Stark," o estado fundamental do átomo ou molécula é deslocado para uma energia inferior por uma quantidade que é mais ou menos proporcional à quarta potência da temperatura do corpo negro. Isto é, quanto mais quente do corpo negro, quanto maior for o desvio.
Enquanto isso muito tem sido conhecido, no entanto, as potenciais repercussões dessas mudanças energéticas têm sido ignorados até agora. No novo estudo, os cientistas têm, pela primeira vez demonstrado que as mudanças Stark induzidas por radiação de corpo negro pode se combinam para gerar uma força óptica atraente que domina própria pressão da radiação repulsiva do corpo negro. Isto significa que, apesar de sua radiativo saída fluxo de energia , uma esfera finita de tamanho quente realmente atrai mais do que repele os átomos e as moléculas neutras, na maioria das condições.
"O resultado mais importante é que nós salientar que as forças de radiação tipicamente associados com lasers no laboratório também existem para todas as fontes de radiação térmica", disse Sonnleitner Phys.org . "A interação entre essas duas forças, uma força de gradiente normalmente atraente em relação repulsiva pressão de radiação -é rotineiramente consideradas em laboratórios de óptica quântica, mas foi esquecido que isso também mostra-se com fontes de luz térmicas."
Como os cientistas explicar, esta atracção ocorre porque os átomos e as moléculas cujos estados chão são deslocadas para níveis de energia mais baixos são atraídos para as regiões de maior intensidade de radiação, neste caso, corpos negros. Os cientistas calcularam a força da força atrativa, e descobriu algumas coisas interessantes. Em primeiro lugar, a força decai com a terceira potência da distância a partir do corpo negro. Em segundo lugar, a força é mais forte para objetos menores. Em terceiro lugar, a força é mais forte para objectos mais quentes, até um certo ponto. Acima de alguns milhares de graus Kelvin, a força muda de atração para repulsão.
No seu estudo, os cientistas demonstraram que a força de corpo negro de um grão de pó, a uma temperatura de 100 K é muito mais forte do que a atracção gravitacional do grão de pó. No entanto, para uma estrela massiva a uma temperatura de 6000 K, a força de corpo negro é muito mais fraca do que a força gravitacional.
A descoberta de que radiação de corpo negro pode dar uma força atrativa global sobre objetos próximos poderia ter grande significado para muitos cenários astrofísicos, em particular, a interação entre os grãos de gás e poeira interestelar. Os resultados também poderia ter aplicações em arranjos experimentais, tais como os efeitos de superfícies microestruturadas quentes em câmaras de vácuo. No entanto, os cientistas observam que a força de corpo negro atraente vai ser difícil de medir em laboratório porque vai ser muito fraca em condições de laboratório típicos.
"Desde que as forças são muito fracos, eles bateram a gravidade apenas para pequenas partículas como poeira cósmica", disse Sonnleitner. "Estes grãos sub-sized-micron desempenhar um papel importante na formação de planetas e estrelas ou astro-química. Aparentemente, há algumas questões em aberto sobre a forma como eles interagem com áreas gás hidrogênio ou um com o outro. Agora estamos explorando como esta força de atracção adicional afecta a dinâmica de átomos e poeira. "
Fonte: phys
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