Batido recorde de temperatura mais fria já produzida pelo homem

Com informações da APS - 14/10/2021

O cilindro também continha um delicado sistema de agitação, para facilitar a dispersão do gás e a formação da lente.
[Imagem: APS/Alan Stonebraker]

Frio absoluto

Uma equipe de pesquisadores da Alemanha e da França estabeleceu um novo recorde para a temperatura mais fria já registrada em um ambiente de laboratório.

Christian Deppner e seus colegas resfriaram um gás a 38 picokelvins, ou seja, 10^-12 Kelvin.

As teorias mais aceitas hoje indicam que a temperatura mais fria que pode existir é 0 Kelvin (-273,15 °C), por isso conhecido como "zero absoluto". Teorias alternativas, contudo, afirmam que é possível atingir temperaturas abaixo do zero absoluto, e alguns experimentos de fato já demonstraram temperaturas abaixo do zero absoluto em condições muito especiais.

Pesquisas anteriores também mostraram que, à medida que as substâncias ficam mais frias, algumas começam a experimentar uma mudança em suas propriedades. A forma líquida do hélio, por exemplo, torna-se um superfluido em temperaturas muito baixas e, de forma mais geral, a matéria sempre tende a se ordenar perto do zero absoluto. Essas mudanças nas propriedades das substâncias têm sido objeto de muitas pesquisas, assim como esforços para criar ambientes mais frios para testes.

Este novo experimento faz parte dessa linha de pesquisa, com o ambiente mais frio de todos os tempos sendo gerado usando uma lente feita de um gás quântico.

Recorde de frio

A equipe começou criando uma nuvem de átomos de rubídio, um gás ultrafrio que é mantido coeso por uma armadilha magnética. Esse campo magnético também serviu como uma lente de onda-matéria que focalizou os átomos na nuvem para formar um condensado de Bose-Einstein, o que fez a nuvem esfriar ainda mais.

O aparato foi então colocado na Torre de Queda de Bremen, Alemanha, que possui um tubo de queda livre de 122 metros de altura, que simula um ambiente sem gravidade.

Livre da ação da gravidade, a nuvem se expandiu em todas as direções, tornando-se cada vez mais fria conforme caía ao longo da torre. Sensores nas laterais da torre mediram a energia cinética dos átomos na nuvem à medida que eles passavam.

O processo durou apenas dois segundos, mas foi o suficiente para criar um ambiente frio recorde.

Os pesquisadores observam que pequenas mudanças na configuração, como a redução do número de átomos na nuvem, podem levar a temperaturas ainda mais frias.

Além disso, essa configuração pode ser usada para testar as teorias da gravidade no nível quântico.

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