Cientistas descobrem estado exótico da matéria em olhos de galinhas

De acordo com o Live Science, cientistas observaram pela primeira vez em um sistema biológico um estado da matéria chamado “hiperuniformidade desordenada”. A descoberta foi feita por pesquisadores das Universidades de Princeton e de Washington, nos EUA, que estudavam os cones — células responsáveis pela percepção de cores — dos olhos de galinhas.

Conforme explicaram, as galinhas e outras aves que são mais ativas durante o dia contam com quatro tipos de cones que respondem às cores violeta, verde, azul e vermelho, além de um quinto tipo que detecta os diferentes níveis de luminosidade. Cada variedade de cone conta com um tamanho e composição diferente, e todos se encontram em uma única camada de tecido na retina.

Padrão desordenado

Fonte da imagem: Pixabay

Enquanto muitos animais têm seus cones organizados em padrões específicos — como os insetos, por exemplo, cujo padrão é hexagonal —, as células dos olhos das galinhas parecem dispostas de maneira completamente desordenada. Os pesquisadores então criaram um modelo matemático que imitasse a disposição dos cones dessas aves, descobrindo que, na verdade, eles apresentam uma configuração curiosamente organizada.

Segundo os cientistas, ao redor de cada cone existe uma área de exclusão que evita que células de uma mesma variedade se aproximem muito umas das outras. Isso significa que cada tipo de cone apresenta uma disposição uniforme específica, enquanto que os cinco padrões dos cinco tipos diferentes de células estão dispostos uns sobre os outros de maneira irregular.

Ordem no caos?

Modelo que imita o padrão dos olhos das galinhas Fonte da imagem: Reprodução/Universidade de Princeton

De acordo com os pesquisadores, isso ocorre porque os cones contam com tamanhos diferentes, tornando bastante difícil que o sistema adote um estado ordenado. Então, ao não poder adotar uma disposição regular, apesar de mostrar um padrão irregular, o sistema deve ser o mais uniforme possível. Daí o estado de hiperuniformidade desordenada que, no caso das galinhas, provavelmente serve para que a luz penetre de maneira uniforme.

Materiais nesse estado se comportam como cristais, já que mantém a densidade das partículas consistente ao longo de grandes distâncias. Contudo, esse estado também se comporta como líquido, pois suas propriedades físicas são as mesmas em todas as direções. Esse mesmo estado já foi observado em sistemas como o do plasma simples e do hélio líquido, mas esta provavelmente seja a primeira vez que ele é encontrado em um sistema biológico.

E qual a importância disso tudo, você deve estar se perguntando! Os pesquisadores explicaram que engenheiros podem se basear nesse novo estado para criar novos circuitos ópticos e detectores de luz que sejam sensíveis ou resistentes a determinados comprimentos de onda.

Diferentes estados da matéria

Sólido, líquido e gasoso Fonte da imagem: Shutterstock

Mas, deixando os olhos das galinhas de lado, que história é essa de estado exótico da matéria? Você deve ter aprendido na escola que basicamente existem três estados da matéria: sólido, líquido e gasoso. Segundo o site Today I Found Out, cada um apresenta características diferentes e eles são definidos de acordo com a densidade e estrutura das moléculas que compõem determinado elemento.

Desta forma, nos sólidos as moléculas se encontram muito próximas umas das outras e seu volume se mantém fixo. Os sólidos também retêm seus formatos e existem dois tipos principais deles, os amorfos — como é o caso do plástico — e os cristalinos, como é o caso do gelo. Nos líquidos, as moléculas não se encontram tão juntas como no estado sólido e, apesar de o formato dos elementos ser variável, o volume se mantém constante.

Lâmpada de plasma Fonte da imagem: Reprodução/Wikipédia

Já nos gases as moléculas se encontram menos juntas ainda, eles não apresentam forma fixa e seu volume é variável. Além desses três estados — sólido, líquido e gasoso —, ainda existe o plasma que, assim como os gases, não conta com estrutura fixa nem volume definido. A diferença neste caso é que suas partículas têm carga elétrica e, portanto, podem produzir um campo magnético e conduzir eletricidade.

A matéria em estado exótico é aquela que viola uma ou mais das condições clássicas, como ter massa negativa ou não ser atraída pela gravidade, por exemplo. O que os pesquisadores observaram nos olhos das galinhas cai nesta descrição.