Crédito de imagem: NASA / JPL
Pesquisadores da NASA e do MIT resfriaram o gás de sódio à temperatura mais baixa já registrada - meio bilionésimo grau acima do zero absoluto. O gás precisava ser confinado em um campo magnético; caso contrário, ele grudaria nas paredes do recipiente e seria impossível esfriar. Os pesquisadores usaram uma metodologia semelhante que levou ao Prêmio Nobel de Física em 2001, com a descoberta dos condados de Bose-Einstein (onde as moléculas se movem de maneira ordenada a baixas temperaturas).
Pesquisadores financiados pela NASA no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), Cambridge, Massachusetts, resfriaram o gás de sódio à temperatura mais baixa já registrada, meio bilionésimo de grau acima do zero absoluto. Essa temperatura absoluta é o ponto em que nenhum resfriamento é possível.
Essa nova temperatura é seis vezes menor que o registro anterior e marca a primeira vez que um gás foi resfriado abaixo de um nanokelvin (um bilionésimo de grau). No zero absoluto (-273 ° Celsius ou -460 ° Fahrenheit), todo movimento é interrompido, exceto por pequenas vibrações atômicas, pois o processo de resfriamento extrai toda a energia das partículas.
Ao melhorar os métodos de resfriamento, os cientistas conseguiram se aproximar do zero absoluto. "Ficar abaixo de um nanokelvin é como correr uma milha abaixo de quatro minutos pela primeira vez", disse Wolfgang Ketterle, professor de física do MIT e co-líder da equipe de pesquisa.
"Gases de temperatura ultrabaixa podem levar a grandes melhorias nas medições de precisão, permitindo melhores relógios e sensores atômicos para gravidade e rotação", disse o Dr. David E. Pritchard, professor de física do MIT, pioneiro em óptica de átomos, interferometria de átomos e co- líder da equipe.
Em 1995, um grupo da Universidade do Colorado, em Boulder, Colorado, e um grupo do MIT liderado por Ketterle, resfriaram gases atômicos para menos de um microlvinvin (um milionésimo grau acima do zero absoluto). Ao fazer isso, eles descobriram uma nova forma de matéria, o condensado de Bose-Einstein, onde as partículas marcham em passo fechado, em vez de se movimentarem independentemente. A descoberta foi reconhecida com o Prêmio Nobel de Física de 2001, que Ketterle compartilhou com seus colegas Drs. Eric Cornell e Carl Wieman.
Desde o avanço de 1995, muitos grupos atingiram rotineiramente as temperaturas de nanokelvin; com três nanokelvin como a temperatura mais baixa registrada. O novo recorde estabelecido pelo grupo MIT é 500 picokelvin ou seis vezes menor.
A temperaturas tão baixas, os átomos não podem ser mantidos em recipientes físicos, porque eles grudariam nas paredes. Além disso, nenhum recipiente conhecido pode ser resfriado a essas temperaturas. Para contornar esse problema, os ímãs circundam os átomos, o que mantém a nuvem gasosa confinada sem tocá-la. Para atingir as temperaturas recorde, os pesquisadores inventaram uma nova maneira de confinar átomos, que eles chamam de "armadilha gravito-magnética". Os campos magnéticos agiram em conjunto com as forças gravitacionais para manter os átomos presos.
Todos os pesquisadores são afiliados ao departamento de física do MIT, ao Laboratório de Pesquisa em Eletrônica e ao MIT-Harvard Center for Ultracold Atoms, financiado pela National Science Foundation. Ketterle, Leanhardt e Pritchard foram coautores do artigo para baixa temperatura, marcado para aparecer na edição de 12 de setembro da Science. A NASA, a National Science Foundation, o Escritório de Pesquisa Naval e o Escritório de Pesquisa do Exército financiaram a pesquisa.
Ketterle realiza pesquisas no âmbito do Programa de Pesquisa em Física Física da NASA, parte do Escritório de Pesquisa Biológica e Física da agência, em Washington. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia, uma divisão do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena, gerencia o programa de Física Fundamental.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
