Cientistas conseguem atingir menor temperatura da história

A temperatura de um objeto nada mais é que o grau de agitação de suas partículas. Se nós pudéssemos observá-las com um microscópio, veríamos os átomos de objetos quentes se agitando, e os átomos de objetos frios mais parados.

Isso impõe um limite prático ao frio: quando já se está parado, não dá para ficar ainda mais parado. Em números, esse estado de inanição total equivale a – 273,15 °C, o zero absoluto da escala Kelvin. Para alcançar esse estado, porém, não basta colocar átomos numa geladeira – ela não seria forte o suficiente, e a culpa é toda da física quântica. Agora, a equipe do americano Jeremy B. Clark, físico do National Institute of Standards and Technology, deu um jeito de driblar a interferência do mundo subatômico e chegar mais perto do que nunca do zero absoluto.

No laboratório, a melhor maneira de resfriar algo é iluminá-lo. Em contato com a medida certa de fótons (as partículas que compõem a luz e as demais ondas eletromagnéticas), os átomos perdem uma grandeza física chamada momento. Ele é a capacidade que uma força tem de fazer um objeto girar em torno de seu eixo de rotação. Um átomo sem momento, portanto, é um átomo “paradão”.

Em escalas tão pequenas, porém, há um problema: a mecânica clássica de Isaac Newton, que prevê com sucesso o movimento de corpos grandes como eu, você e Júpiter, para de valer. E entra em cena a física quântica, um reino em que imperam probabilidades. Essa imprevisibilidade toda deixa um “restinho” inevitável de agitação chamado quantum backaction limit, que impedia a ciência de alcançar o frio absoluto. Até agora.

O que Clark fez foi usar um estado especial da luz chamado squeezed light (em português, algo como “luz comprimida”) para frear o resíduo de movimento dos átomos. Esse tipo de luz têm menos flutuações e é muito eficiente em arrancar a energia do objeto. “Pode parecer contra intuitivo”, afirmou Kaplan, um dos membros da equipe, à Smithsonian Mag. “Nós estamos acostumados a usar a luz para aquecer as coisas, como o Sol faz. Com essa técnica, porém, a frequência e o ângulo da luz são calibrados para permitir que os fótons arranquem energia dos átomos durante a interação”. Luz que esfria em vez de esquentar. 

A temperatura alcançada está a uma distância minúscula do zero absoluto: algumas centenas de microkelvin, um valor de quatro casas após o zero, separam o experimento do sucesso. Aperfeiçoando o método, os cientistas logo serão capazes de bater os –273,15 °C necessários. O objeto resfriado em questão é o disco microscópico de alumínio que você vê acima, com apenas 100 nanômetros de espessura. Chamado de “tambor”em inglês, é a primeira coisa maior que um átomo a alcançar uma temperatura tão baixa.

Aplicar objetos tão frios a um computador é o próximo passo para uma revolução tecnológica. “Quanto mais frio ficar o tambor, melhor ele é para qualquer aplicação”, explicou um dos co-autores do artigo, John Teufel, ao Futurism. “Sensores ficarão mais sensíveis. Você pode armazenar informação por mais tempo. Se aplicados em um computador quântico, então os cálculos seriam feitos sem distorções, e as respostas seriam exatas”.

Fonte: Super