Cientistas criaram bolhas de gás ultrafrias na Estação Espacial Internacional

Cientistas criaram bolhas de gás ultrafrias na Estação Espacial Internacional

Por Danielle Cassita | Editado por Rafael Rigues | 19 de Maio de 2022 às 13h10
NASA/Roscosmos

Bolhas ultrafrias foram produzidas a partir de gases resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto, durante um experimento realizado em um laboratório da Estação Espacial Internacional (“ISS”, na sigla em inglês). Conduzido remotamente por cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato, o procedimento pode ajudar cientistas a entender o comportamento de diferentes materiais na ausência da gravidade.

Você já deve ter percebido que, na Terra, os líquidos se transformam em gotas mais largas na parte inferior. Já no espaço, substâncias líquidas flutuam livremente, mantendo fuma orma esférica. Estudos destas diferenças são conduzidos desde os tempos do programa Apollo. Desta vez, os pesquisadores trabalharam com o laboratório Cold Atom Lab, a primeira instalação da ISS voltada para a física quântica.

O Cold Atom Laboratory foi lançado à estação em 2018 (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)

Eles coletaram amostras de átomos resfriadas a um milonésimo de grau acima do zero absoluto (a temperatura mais fria possível), e depois as esculpiram em esferas finas, que acabaram com formato parecido com o de um ovo. Todo o trabalho com as bolhas ultrafrias foi executado com campos magnéticos da câmara a vácuo do Cold Atom Lab, que permitiram manipular o gás delicadamente até chegar à forma desejada.

As maiores bolhas têm quase 1 mm de diâmetro e 1 mícron de espessura, e são tão finas que contêm apenas alguns milhares de átomos em sua estrutura — para comparação, considere que um milímetro cúbico de ar na Terra tem quase um trilhão de moléculas. “Nada que conhecemos na natureza fica tão frio quanto os gases produzidos no laboratório”, observou David Aveline, autor principal do estudo.

Ele explicou que, ao estudar o comportamento do gás esculpido em diferentes geometrias, é possível observar alguns fenômenos físicos interessantes. Realizar experimentos com o Cold Atom Lab permite que os cientistas trabalhem sem os efeitos da gravidade, entendendo melhor outros fatores atuantes — na Terra, a gravidade é o principal deles; mas, ao trabalhar na microgravidade da ISS, eles podem observar melhor a tensão superficial ou a viscosidade de um líquido, por exemplo.

Abaixo, você confere nuvens ultrafrias de átomos sendo manipuladas em esferas, no interior do Cold Lab:

Agora, a equipe de cientistas quer observar a transição do gás ultrafrio das bolhas para o estado chamado Condensado de Bose-Einstein (BEC), que permite observar as propriedades quânticas dos átomos em uma escala visível a olho nu. “Alguns trabalhos teóricos sugerem que, se trabalharmos com uma bolha no estado BEC, podemos conseguir formar vórtices (pequenos redemoinhos) no material quântico”, sugeriu Nathan Lundblad, principal investigador do novo estudo.

Esta é uma configuração física que pode ajudá-los a entender as propriedades do estado BEC, conseguindo uma compreensão mais ampla sobre a natureza da matéria quântica. “Nosso objetivo principal com o Cold Atom é a pesquisa fundamental, e queremos usar o ambiente espacial único da estação para explorar a natureza quântica da matéria”, finalizou Jason Williams, cientista de projeto do laboratório.

O artigo que descreve os resultados do experimento foi publicado na revista Nature.

Fonte: Nature; Via: JPL

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