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Diário do Rio Claro

Trabalho da Unesp entre os 10 mais citados na área de Física

Publicado em 12 março 2020

Um estudo coordenado pelo professor Mariano de Souza, do câmpus de Rio Claro, foi incluído em uma relação dos 100 mais lidos da área de Física no ano de 2019, segundo a revista científica Scientific Reports, do grupo Nature. O trabalho ficou na nona posição dos artigos com maior número de downloads. Mariano é professor do Departamento de Física do Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE), em Rio Claro, e assinou o artigo com o estudante de doutorado Gabriel Gomes, da USP, e o renomado físico americano H. Eugene Stanley, da Boston University. A Scientific Reports aponta que o levantamento relaciona os artigos de Física mais baixados ao longo do ano de 2019 e que foram publicados no periódico científico, envolvendo pesquisadores de todo o mundo e valiosas pesquisas para a comunidade internacional.

A PESQUISA: À água pode manter-se líquida em temperaturas muito inferiores a O ºC. Essa fase, chamada de super-resfriada, é um tema atual da pesquisa científica. Um modelo teórico desenvolvido na Unesp mostrou que, na água super-resfriada, existe um ponto crítico, no qual grandezas como a expansão e a compressibilidade térmicas apresentam comportamento anômalo. O estudo foi coordenado por Mariano de Souza, professor do Departamento de Física do Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Unesp em Rio Claro, e contou com apoio da FAPESP. Artigo a respeito foi publicado por Souza e colaboradores na revista Scientific Reports. “ Nosso estudo evidenciou que esse segundo ponto crítico é um análogo daquele que ocorre na faixa dos 374 ºC e sob pressão da ordem de 22 megapascais, quando a água transita entre os estados líquido e gasoso ”, disse Souza à Agência FAPESP. Na faixa dos 374 “ C, coexistem na água duas fases, uma líquida e outra gasosa.

A gênese de tal comportamento exótico pode ser observada, por exemplo, no interior de uma panela de pressão. Nesse ponto, as propriedades termodinâmicas da água começam a apresentar um comportamento anômalo. Por isso, o mesmo é classificado como “ crítico ”. No caso da água super resfriada, também coexistem duas fases, porém, ambas líquidas, uma mais densa e à outra menos densa. Se o sistema continua sendo resfriado apropriadamente abaixo de O ºC, há um ponto no diagrama de fases em que a estabilidade das duas fases se rompe. E a água começa a cristalizar. Este Pesquisa revela segredos das propriedades físicas da água é o segundo ponto crítico, determinado teoricamente pelo estudo em pauta. “ O estudo mostrou que esse segundo ponto crítico ocorre na faixa de temperatura de 180 kelvin[ aproximadamente- ºC]. Acima desse ponto, é possível existir água líquida, a chamada água super-resfriada ”, disse Souza. “ O mais interessante é que o modelo teórico que desenvolvemos para a água pode ser aplicado a todos os sistemas nos quais coexistam duas escalas de energia. Por exemplo, um sistema supercondutor à base de ferro que apresente também uma fase nemática[ cujas moléculas se alinhem em linhas paralelas soltas]. Esse modelo teórico teve origem em diversos experimentos de expansão térmica em baixas temperaturas realizados em nosso laboratório de pesquisa ”, disse.

Esse modelo universal foi obtido a partir de um aprimoramento teórico do chamado parâmetro de Griineisen, assim denominado em referência ao físico alemão Eduard Griineisen (1877-1949). Dito de maneira simplificada, esse parâmetro descreve os efeitos que a variação de temperatura e pressão exerce sobre uma rede cristalina. “ Nossa análise dos parâmetros de Griineisen e Pseudo-Griineisen pode ser aplicada para investigar o comportamento crítico em qualquer sistema com duas escalas de energia. É necessário apenas ajustar adequadamente os parâmetros críticos de acordo com o sistema de interesse ”, disse Souza. O artigo Enhance d Griineisen Para meter in Supercool ed Water pode ser lido em w. nature. com/articles/s41598019-48353-4.