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Físicos chegam pertinho do zero absoluto em novo recorde de temperatura negativa

Por| Editado por Patricia Gnipper | 14 de Outubro de 2021 às 19h15

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Krystsina Radzevich/Pixabay
Krystsina Radzevich/Pixabay

Um novo recorde de temperatura negativa foi atingido por uma equipe de físicos, em um laboratório na Alemanha, enquanto investigavam o condensado de Bose-Einstein (BEC), o quinto estado da matéria. Eles não apenas ficaram muito próximos do zero absoluto, mas o fizeram simulando as condições do vácuo espacial.

Considerado impossível de atingir, o zero absoluto, que corresponde a -273,15 °C, é a temperatura mais fria possível. Isso porque, se a temperatura é uma vibração molecular, existe um limite para o frio, que é quando as moléculas param por completo. Os cientistas criaram a escala Kelvin para facilitar, com 0º representando esse estado de ausência de movimento molecular (daí o termo "zero absoluto").

Os cientistas explicam que é impossível chegar ao zero absoluto em um laboratório, ou qualquer outro lugar onde possamos tentar, porque nunca podemos remover toda a energia cinética dos átomos em um sistema. Mas o último experimento realmente chegou perto, atingindo uma temperatura efetiva de apenas 38 picoKelvin, ou 38 trilionésimos de grau acima do zero absoluto.

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Para fazer isso, os pesquisadores começaram com uma nuvem de 100 mil átomos de rubídio presos em um campo magnético em uma câmara de vácuo. Eles então o resfriaram para formar o condensado de Bose-Einstein, onde os átomos começam a agir essencialmente como um grande átomo. Nessas condições, coisas estranhas podem acontecer, fenômenos que os cientistas costumam chamar de efeitos quânticos.

Nessa primeira investida, eles conseguiram ficar a dois bilionésimos de grau acima do zero absoluto, mas isso ainda não era o suficiente. Foi quando a simulação do ambiente de vácuo espacial entrou em cena. Os cientistas levaram o experimento para a torre de lançamento Bremen da Agência Espacial Europeia, um centro de pesquisa de microgravidade na Universidade de Bremen, na Alemanha.

Do alto de 120 m, a equipe deixou cair o aparato com o condensado de Bose-Einstein e, durante a queda livre, o campo magnético que continha o gás foi ligado e desligado rapidamente. Isso permitiu ao condensado flutuar na ausência da gravidade, o que reduziu o movimento molecular dos átomos de rubídio. O resultado: uma temperatura de 38 picokelvins, (38 trilionésimos de 1º Kelvin) por cerca de 2 segundos.

Este foi o recorde absoluto de temperatura negativa, de acordo com a equipe, que publicou um artigo na revista Physical Review Letters. O recorde anterior foi de 36 milionésimos de Kelvin, estabelecido por cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia no Colorado. 

  

Fonte: New AtlasLive Science