Uma amostra de pesquisa é fotografada em uma estação experimental da Synergetic Extreme Condition User Facility (SECUF), em Beijing, capital da China, 16 de outubro de 2024. (Jin Liwang/Xinhua)
Que fenômenos surpreendentes os materiais podem revelar quando são submetidos a condições que simulam os extremos do cosmos — temperaturas ultra baixas, campos magnéticos centenas de milhares de vezes mais fortes que os da Terra e pressão próxima à do núcleo do planeta?
A Synergetic Extreme Condition User Facility (SECUF), localizada no subúrbio de Huairou, em Beijing, está abrindo um portal para os cientistas observarem os fenômenos bizarros da matéria em ambientes extremos.
Após iniciar a construção em setembro de 2017, a SECUF passou pela revisão de aceitação nacional na quarta-feira, marcando a conclusão da instalação experimental avançada internacionalmente que integra condições extremas, como temperaturas ultrabaixas, pressão ultraalta, campos magnéticos fortes e campos ópticos ultrarrápidos.
A instalação, liderada pelo Instituto de Física (IOP) da Academia Chinesa de Ciências, é um conjunto de "geradores de ambiente extremo" controlados com precisão. Ele serve como um "superlaboratório" para sondar as fronteiras da ciência dos materiais. Aqui, os cientistas podem explorar os mistérios da matéria e descobrir novos fenômenos ou leis invisíveis em condições comuns.
Pesquisadores trabalham em uma estação experimental da Synergetic Extreme Condition User Facility (SECUF) em Beijing, capital da China, 16 de outubro de 2024. (Jin Liwang/Xinhua)
A SECUF pode resfriar materiais a uma temperatura extremamente baixa de 1 milikelvin, que é 1.000 vezes menor que a temperatura de fundo cósmica. Ela é capaz de produzir um campo magnético constante de 30 Tesla - que é 600.000 vezes mais forte que o campo magnético da Terra, de acordo com Lv Li, o principal cientista da SECUF.
A instalação pode atingir uma pressão ultra-alta de 300 GPa, quase equivalente à pressão no núcleo da Terra. Ele pode gerar pulsos de laser ultrarrápidos com duração de 100 attosegundos, o que é um bilionésimo de um bilionésimo de segundo, para capturar a dinâmica dos elétrons em tempo real.
Em condições extremas, os materiais geralmente exibem comportamentos "mágicos". Por exemplo, a supercondutividade — onde a resistência elétrica desaparece — ocorre apenas em temperaturas ultrabaixas. Além disso, alguns materiais comuns se transformam em supercondutores sob alta pressão.
Com base no SECUF, espera-se que os cientistas descubram mais materiais supercondutores sob alta pressão e até mesmo supercondutores em temperatura ambiente, o que é de grande importância para melhorar a velocidade de processamento do computador, disse Lv.
Campos magnéticos fortes e campos de luz ultrarrápidos permitem que os cientistas se aprofundem nas estruturas microscópicas e comportamentos dinâmicos dos materiais, explicaram os especialistas.
Essas condições extremas podem ser combinadas com base em diferentes necessidades de pesquisa no SECUF, permitindo experimentos avançados em síntese de materiais, controle quântico e dinâmica ultrarrápida, fornecendo uma plataforma experimental sem precedentes para pesquisa em campos como ciência de materiais, física e química, disse Lv.
A conclusão da instalação aumentou significativamente as capacidades abrangentes da China em pesquisa básica e aplicada no campo da ciência dos materiais e áreas relacionadas.
Os pesquisadores podem conduzir estudos sobre supercondutividade não convencional, estados topológicos da matéria e novos materiais e dispositivos quânticos, de acordo com Cheng Jinguang, vice-diretor do IOP.
Esta plataforma experimental está aberta a cientistas do mundo todo. Até agora, 13 universidades e instituições de pesquisa de 10 países, incluindo Dinamarca, Alemanha, França e Japão, conduziram experimentos no SECUF, com algumas estações experimentais já produzindo resultados científicos, disse Cheng.
Os cientistas planejam aumentar ainda mais as capacidades do SECUF, mantendo suas portas abertas para pesquisadores globais, para atrair mais pioneiros para este "desafio extremo", desbloqueando descobertas que remodelam a compreensão da humanidade sobre o mundo material.
