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Em apenas dois segundos de microgravidade, pesquisadores da Alemanha criaram uma nuvem atômica ultrafria, superando até as regiões mais geladas do espaço
Uma torre de 146 metros no norte da Alemanha se tornou palco de um feito histórico. Dentro dela, cientistas conseguiram alcançar a temperatura mais baixa já registrada no universo, ainda que por apenas dois segundos. O experimento foi conduzido em 2018, na cidade de Bremen, dentro do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM).
O local conta com uma torre de queda livre construída em 1990. Ela é usada para criar condições de microgravidade, reproduzindo o que ocorre com satélites e com a Estação Espacial Internacional (ISS).
Isso acontece porque, em queda livre, os objetos não colidem com nada – a gravidade continua agindo, mas não há contato direto com superfícies. A massa dos corpos, portanto, entra em estado de quase ausência de peso.
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Para garantir essas condições, o tubo vertical da torre é esvaziado com bombas especiais que removem todo o ar, criando um vácuo quase total. Depois, uma cápsula de pesquisa é lançada com a ajuda de uma catapulta.
A ausência de gravidade dura cerca de 4,75 segundos. Mas, com o sistema de lançamento, esse tempo pode ser estendido para até 9,5 segundos – somando subida e queda.
Foi nesse curto intervalo que o experimento aconteceu. Os cientistas inseriram uma nuvem de gás ultra-resfriada na cápsula. Essa nuvem é chamada de condensado de Bose-Einstein (BEK), considerado o quinto estado da matéria. Os outros quatro são os mais conhecidos: sólido, líquido, gasoso e plasma.
Durante a queda, a nuvem foi resfriada até atingir cerca de 38 picokelvin, ou seja, 0,000000000000000000038 Kelvin acima do zero absoluto.
Para se ter uma ideia, o zero absoluto é -273,2 °C, ponto onde os átomos praticamente param de vibrar. A título de comparação, até então a temperatura mais fria do universo havia sido medida na Nebulosa do Bumerangue, localizada a 5 mil anos-luz da Terra, com -272,15 °C.
O termômetro dos cientistas alemães parou de cair nos 38 picokelvin. Mas esse valor é simbólico, já que nenhum equipamento comum seria capaz de medir temperaturas tão baixas.
É preciso usar sensores extremamente sensíveis, que detectam o movimento das partículas atômicas. Isso porque calor ou frio nada mais são do que a vibração desses átomos. Quanto mais eles vibram, mais quente. Quanto menos se movem, mais frio.
Apesar do título de recorde, a temperatura alcançada não era o foco principal do experimento. Os pesquisadores queriam criar a nuvem atômica com a menor velocidade possível.
O resfriamento extremo foi o caminho para isso. Em laboratório comum, sob gravidade normal, a nuvem só conseguia se manter estável por 22 milissegundos antes de se desfazer. Na torre de Bremen, ela durou 90 vezes mais.
O experimento foi conduzido por cientistas do ZARM, com apoio do Centro Aeroespacial Alemão e universidades da Alemanha, como Leibniz de Hannover, Humboldt de Berlim e Johannes Gutenberg de Mainz. Eles participaram do projeto QUANTUS.
Na mesma época, um BEK semelhante havia sido mantido por um segundo em órbita na ISS. Mas, segundo os próprios autores do experimento em Bremen, com seus métodos, seria possível chegar a 17 segundos sob condições ideais em órbita.
O BEK, além do recorde, pode ter usos práticos. Ele pode ser aproveitado em sistemas de navegação e em instrumentos de medição com precisão extrema, segundo os cientistas. O experimento foi documentado em uma publicação científica.
Com informações de Xataka.
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