Cientistas recriam "chuva de diamantes" de Urano e Netuno

Dois planetas distantes do nosso sistema solar carregam um segredo cósmico que cientistas agora conseguem recriar em laboratório: chuvas de diamantes que caem continuamente em direção aos seus núcleos. Urano e Netuno, apesar de chamados de "gigantes de gelo", não são gelados. Seus mantos extremamente espessos funcionam como fluidos supercríticos — estados da matéria tão extremos que não há distinção entre líquido e gás — onde temperaturas e pressões imensas despedaçam até mesmo moléculas de metano. O carbono liberado é então forçado a assumir sua forma mais compacta e resistente: diamante. Esses nanodiamantes, sendo mais pesados, mergulham em direção aos núcleos desses astros, acumulando-se como uma casca ao redor de silicatos, ferro e níquel. Para colocar em perspectiva: a Terra é 57 vezes menor que Urano e 63 vezes menor que Netuno. Nenhuma tecnologia humana conseguiria resistir às forças exercidas nessas profundidades.

Embora esse fenômeno tenha sido considerado apenas teórico por décadas, cientistas conseguiram reproduzi-lo em laboratório pela primeira vez em 2017, usando o acelerador de partículas linear do SLAC em Menlo Park, Califórnia. Um laser expôs uma película de poliestireno a uma pressão de 150 gigapascals e temperatura de 6.000 kelvin — mais quente que a superfície do Sol — forçando o material a se partir em átomos de hidrogênio e carbono, que se recombinaram em nanodiamantes.

Agora, pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore conseguiram ir além. Eles recriaram as condições ainda mais extremas das camadas profundas desses planetas e observaram como os nanodiamantes se comportam sob essas circunstâncias. O experimento é particularmente significativo porque o LLNL, ligado ao Departamento de Energia dos Estados Unidos, anunciou em 2022 ter alcançado um marco histórico: a primeira fusão nuclear com ganho energético líquido. Pela primeira vez, a energia gerada foi maior que a energia gasta — 3 megajoules saíram para 2 megajoules que entraram.

A fusão nuclear é há décadas o Santo Graal da física de energia limpa, mas permanecia presa numa promessa perpétua: estaria pronta sempre daqui a vinte anos. O método usado pelo LLNL chama-se fusão por confinamento inercial. Uma cápsula de diamante é exposta a um laser mais quente que o Sol e submetida a uma pressão três vezes maior que a do núcleo da Terra, criando um fluido uniforme capaz de manter o momentum de fusão. Durante esse processo, cientistas conseguem medir estrutura atômica, temperatura, densidade e reflexividade óptica.

O que o novo experimento revelou foi uma correção que levou mais de vinte anos para ser confirmada: a temperatura mínima necessária para fundir diamante é aproximadamente 20% menor do que as medições anteriores dos pesquisadores indicavam. Esse número bate perfeitamente com os modelos desenvolvidos por físicos teóricos. A implicação é clara: é possível reduzir o consumo de energia necessário para sustentar o processo de fusão, potencialmente chegando ao triplo de ganho energético em relação ao que se consegue atualmente.

Mas há ressalvas importantes. A janela de observação durou apenas um bilionésimo de segundo. Os cientistas enfrentaram dificuldades para capturar os dados porque o sinal de difração de raios-X era muito fraco. Ainda é cedo para celebrar avanços práticos imediatos. Mesmo assim, a pesquisa serve a dois propósitos simultâneos: aprofunda nossa compreensão de como Urano e Netuno realmente funcionam em suas profundezas, e representa um passo importante no desenvolvimento de energia por fusão nuclear viável. Ainda demorará muito tempo até termos algo próximo a uma fonte de energia por fusão disponível para uso cotidiano, mas cada medição mais precisa, cada confirmação teórica, aproxima esse futuro um pouco mais.