Pesquisadores conseguiram resfriar átomos a uma temperatura equivalente a apenas 9,7 trilhonésimos de Kelvin (o que corresponde a -273,15 °C), aproximando-se do limite conhecido como zero absoluto. Este avanço foi alcançado a bordo da estação espacial chinesa Tiangong e abre novas perspectivas para experimentos em física quântica e criação de sensores de alta precisão.
De acordo com um estudo publicado na revista científica Science nesta sexta-feira (dia 6), cerca de 20 mil átomos de rubídio participaram do experimento. Os cientistas conseguiram reduzir o movimento dessas partículas a uma temperatura equivalente a 9,7 picoKelvin (pK), o que é aproximadamente quatro vezes menor que o recorde anterior de 38 picoKelvin.
O resultado obtido também supera a marca anterior de 52 picoKelvin, registrada em experimentos realizados no Laboratório de Átomos Frios da NASA, localizado na Estação Espacial Internacional (ISS).
A equipe conseguiu rastrear a expansão da nuvem de átomos durante sete segundos após sua liberação. Este período de tempo representa um avanço significativo em comparação com os dois segundos alcançados em um experimento anterior realizado em torre de queda livre, e aproximadamente um segundo registrado na ISS.
Como resultado, condensado de Bose-Einstein foi formado — um estado da matéria no qual um grupo de átomos começa a exibir comportamento quântico coletivo, agindo como uma unidade única.
O equipamento responsável por este sucesso está no módulo Mentian da estação Tiangong. O equipamento foi desenvolvido para operar em órbita e inclui sistemas a laser, componentes ópticos e instrumentos de controle em uma construção compacta.
O zero absoluto é igual a -273,15 °C ou zero Kelvin e representa o limite inferior teórico de temperatura. Neste estado, a energia térmica do sistema atinge seu valor minimamente possível. PicoKelvin é uma unidade extremamente pequena, equivalente a um bilionésimo de Kelvin; assim, os 9,7 picoKelvin registrados representam uma temperatura extremamente próxima a esse limite.
É importante notar que os cientistas não resfriaram toda a estação espacial ou o equipamento a esse estado. Este número refere-se à energia de expansão da nuvem de átomos, calculada com base na velocidade de dispersão das partículas após sua liberação. Essa medida permite avaliar a temperatura equivalente do conjunto, pois a temperatura termodinâmica tradicional não se aplica diretamente a este tipo de experimento.
Quanto menor for a velocidade de expansão dos átomos, menor será a energia cinética associada ao sistema. Além de estabelecer um novo recorde, o estudo abre possibilidades para estudar fenômenos quânticos ainda pouco compreendidos. Entre as futuras aplicações estão experimentos com estados exóticos da matéria, modelagem quântica e desenvolvimento de interferômetros atômicos espaciais. Esses instrumentos utilizam as propriedades de onda dos átomos para realizar medições extremamente precisas.
Uma das direções possíveis é o uso dessas ferramentas para estudar o campo gravitacional da Terra e testar princípios fundamentais da física, incluindo o princípio da equivalência, relacionado à forma como diferentes corpos reagem à gravidade. Os pesquisadores também observam que essas baixas temperaturas, combinadas com longos períodos de observação, podem ajudar a estudar fenômenos quânticos difíceis de detectar em condições normais. Apesar das perspectivas, essas aplicações ainda dependem de novos experimentos e do desenvolvimento de instrumentos especializados. O resultado atual marca um passo importante na expansão das capacidades da pesquisa quântica no ambiente espacial.



