Aubrey Gemignani / NASA
O Cold Atom Laboratory (CAL) foi lançado no espaço na sonda Orbital ATK Cygnus
Os investigadores pretendem levar a cabo uma experiência que irá “congelar” átomos com lasers, criando assim o ponto mais frio do Universo.
Esta segunda-feira, a NASA enviou para o espaço uma nave repleta de equipamentos que irão auxiliar os astronautas da Estação Espacial Internacional (EEI) e os cientistas aqui na Terra a desenvolver novas investigações.
Mas há uma que se destaca: os investigadores pretendem fazer uma experiência que irá “congelar” átomos com lasers, criando assim o ponto mais frio do Universo. Este “super congelador” terá menos de um milésimo de milionésimo acima do zero absoluto, a temperatura mais baixa possível.
O Cold Atom Laboratory (CAL) é um instrumento compacto que usa lasers para gerar um ambiente super-refrigerado 10 mil milhões de vezes mais frio do que o vácuo do espaço. É tão frio dentro do CAL que os átomos são quase imóveis. O instrumento usa ímans para segurar os átomos para que os cientistas possam observar os seus movimentos e como interagem uns com os outros.
Os investigadores já produziram instrumentos parecidos, mas enfrentaram sempre um desafio quase insuperável: a força da gravidade. Mesmo os átomos ultra-congelados acabaram por sucumbir à força da gravidade.
O CAL foi lançado no espaço na sonda Orbital ATK Cygnus, com destino à EEI. “No campo da física moderna, o novo Cold Atom Lab da Cygnus poderia ajudar a responder a algumas grandes questões”, refere um comunicado da Agência Espacial Americana.
“O CAL cria uma temperatura 10 mil milhões de vezes mais fria que o vácuo do espaço, então usa lasers e forças magnéticas para desacelerar os átomos até que estejam quase imóveis. No ambiente de microgravidade da EEI, o CAL pode observar estes átomos ultra-frios por muito mais tempo do que o possível na Terra” detalha.
Os resultados desta pesquisa podem levar a uma série de tecnologias aprimoradas, como sensores, computadores quânticos e relógios atómicos.
Frio, muito frio
O vácuo do espaço é muito frio: tem cerca de – 270,55 C°. Mas as temperaturas dentro do CAL serão ainda mais baixas: quase zero absoluto, ou – 273,15 Cº.
A esta temperatura, os átomos diminuem tanto a sua velocidade que começam a entrar no mesmo estado quântico, exibindo a mesma quantidade de energia que os outros. O seu comportamento torna-se mais ondulado, e começam a sincronizar-se como se fossem uma fila de dançarinos, um fenómeno conhecido como Condensado de Bose-Einstein (BEC).
Na microgravidade da estação espacial, espera-se que os átomos retenham este estado da matéria durante 10 segundos, oferecendo aos investigadores a possibilidade de observar comportamentos quânticos nunca vistos antes.
O CAL é capaz de capturar três tipos de átomos para os cientistas estudarem: um rubídio e dois isótopos de potássio, arrefecendo-os e mantendo-os em armadilhas magnéticas para permitir a observação por parte dos cientistas que estão na Terra.
Quando o CAL for instalado na EEI, o trabalho dos astronautas estará feito, dado que será operado remotamente a partir da Terra. As experiências vão acontecer durante 6 horas e meia por dia enquanto a tripulação da EEI estiver a dormir, para minimizar a perturbação da microgravidade da estação espacial, segundo a NASA.
Se as temperaturas ficarem tão frias quanto o esperado, o CAL irá bater o recorde de lugar mais frio do universo. Atualmente, o título pertence à Nebulosa Boomerang, localizada a 5.000 anos-luz de distância, que vive a – 272 Cº.
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