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

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.

• Átomos são visualizados em resolução recorde através de método aprimorado
• Átomos de espelho são "congelados" e chegam perto do estado fundamental quântico
• "Puxão" quântico entre as moléculas de água é observado pela primeira vez

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.

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 Atlas, Live Science