Como descobrimos a temperatura mais baixa já registrada no universo
Cientistas chegaram a uma temperatura 3 bilhões de vezes menor do que a mais baixa temperatura já registrada no universo. Veja como
Uma equipe internacional de cientistas das universidades Rice (EUA) e de Kyoto (Japão) conseguiu obter em laboratório uma temperatura 3 bilhões de vezes menor do que a mais baixa já registrada no universo. Para se ter ideia, o número encontrado fica a um bilionésimo de um grau de atingir o zero absoluto na escala Kelvin (o que corresponde a -273,15 ℃).
O processo é assim: usando lasers, os pesquisadores resfriaram os átomos de um elemento chamado itérbio a níveis extremos. De acordo com o físico e pós-doutor na Universidade da California, Eduardo Ibarra García Padilla, um dos autores do experimento, eles usaram "técnicas de resfriamento evaporativo e com laser”.
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Explicando melhor, ele diz: "O resfriamento evaporativo é como quando você toma uma sopa muito quente. O que você faz é soprar a sopa. Com isso, se remove as partículas mais quentes. Os experimentos fizeram algo parecido: no primeiro, utilizamos uma armadilha de luz onde os átomos são presos; no segundo, removemos os átomos mais quentes para resfriar o sistema”.
Com essa técnica, os fótons do laser são absorvidos pelos átomos, o que faz com que esses últimos atinjam um estado de energia mais alto. Dessa forma, os átomos emitem fótons e decaem de volta ao seu estado inicial. Repetir esse ciclo de absorção-emissão leva ao resfriamento dos átomos.
Os lasers também são usados para restringir o movimento dos átomos e os prenderem nas armadilhas ópticas, que podem servir como simuladores quânticos e resolver problemas complexos que não podem ser resolvidos por computadores convencionais.
O professor do Departamento de Física Aplicada da Universidade de Zaragoza, na Espanha, Francisco José Torcal-Milla, ajuda a entender o procedimento. Segundo ele, tudo começa com a sublimação, que é a conversão direta do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo líquido. Isso é feito com os átomos de itérbio, e normalmente com lasers de alta potência em um bloco sólido desse elemento.
"Uma vez obtido o gás diluído, ele é mantido em uma câmara onde foi criado um vácuo extremo e os átomos ficam presos por armadilhas ópticas, que são como uma espécie de 'laço' feito de luz”, argumenta Torcal-Milla.
Presas nessas armadilhas, as moléculas gasosas são atingidas por feixes de laser em várias direções. Quando os fótons de laser interagem com os átomos de gás em movimento, ocorre uma desaceleração que diminui não apenas a velocidade média deles, como também a temperatura. O que faz todo o sentido quando pensamos que o calor nada mais é que o nível de agitação de partículas.
Um dos locais mais conhecidos pelos testes de baixa temperatura é o Laboratório de Átomos Frios (CAL, na sigla em inglês), que fica na Estação Espacial Internacional (ISS) e depende da microgravidade para obter seu frio de até -273,15 graus Celsius.
