Batido recorde de temperatura mais fria j produzida pelo homem


Mecnica

Com informações da APS – 14/10/2021

Batido recorde de temperatura mais fria j

O cilindro tambm continha um delicado sistema de agitao, para facilitar a disperso do gs e a formao da lente.
[Imagem: APS/Alan Stonebraker]

Frio absoluto

Uma equipe de pesquisadores da Alemanha e da Frana estabeleceu um novo recorde para a temperatura mais fria j registrada em um ambiente de laboratrio.

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

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

Pesquisas anteriores tambm mostraram que, medida que as substncias ficam mais frias, algumas comeam a experimentar uma mudana em suas propriedades. A forma lquida do hlio, por exemplo, torna-se um superfluido em temperaturas muito baixas e, de forma mais geral, a matria sempre tende a se ordenar perto do zero absoluto. Essas mudanas nas propriedades das substncias tm sido objeto de muitas pesquisas, assim como esforos 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 gs quntico.

Recorde de frio

A equipe comeou criando uma nuvem de tomos de rubdio, um gs ultrafrio que mantido coeso por uma armadilha magntica. Esse campo magntico tambm serviu como uma lente de onda-matria que focalizou os tomos na nuvem para formar um condensado de Bose-Einstein, o que fez a nuvem esfriar ainda mais.

O aparato foi ento 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 ao da gravidade, a nuvem se expandiu em todas as direes, tornando-se cada vez mais fria conforme caa ao longo da torre. Sensores nas laterais da torre mediram a energia cintica dos tomos na nuvem 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 mudanas na configurao, como a reduo do nmero de tomos na nuvem, podem levar a temperaturas ainda mais frias.

Alm disso, essa configurao pode ser usada para testar as teorias da gravidade no nvel quntico.

Bibliografia:

Artigo: Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics
Autores: Christian Deppner, Waldemar Herr, Merle Cornelius, Peter Stromberger, Tammo Sternke, Christoph Grzeschik, Alexander Grote, Jan Rudolph, Sven Herrmann, Markus Krutzik, Andr Wenzlawski, Robin Corgier, Eric Charron, David Gury-Odelin, Naceur Gaaloul, Claus Lmmerzahl, Achim Peters, Patrick Windpassinger, Ernst M. Rasel
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 127, 100401
DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.100401

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