Os físicos rompen a marca de temperatura máis fría xamais logradas nun laboratorio

Os científicos acaban de bater a marca da temperatura máis fría xamais medida nun laboratorio: alcanzaron a temperatura arrepiante de 38 billóns de grao por encima de -273,15 ºC, ao deixar caer gas magnetizado 120 metros por unha torre.

O equipo de investigadores alemáns estaba a investigar as propiedades cuánticas dun chamado quinto estado da materia: o condensado de Bose-Einstein (BEC), un derivado do gas que só existe en condicións ultrafrías.

Na fase BEC, a materia mesma comeza a comportarse como un átomo grande, o que a converte nun tema especialmente atractivo para os físicos cuánticos que están interesados na mecánica das partículas subatómicas.

A temperatura é unha medida da vibración molecular: canto máis se move unha colección de moléculas, maior é a temperatura colectiva.

O cero absoluto, entón, é o punto no que todo o movemento molecular detense, menos 459,67 graos Fahrenheit, ou -273,15 ºC. Os científicos mesmo desenvolveron unha escala especial para temperaturas extremadamente frías, chamada escala Kelvin, onde cero Kelvin corresponde ao cero absoluto.

Preto do cero absoluto, empezan a suceder algunhas cousas estrañas

Preto do cero absoluto, empezan a suceder algunhas cousas estrañas. Por exemplo, a luz convértese nun líquido que literalmente se pode verter nun colector, segundo unha investigación publicada en 2017 na revista Nature Physics. O helio superenfriado deixa de experimentar fricción a temperaturas moi baixas, segundo un estudo publicado en 2017 na revista Nature Communications. E no Laboratorio de Átomos Fríos da NASA, os investigadores mesmo foron testemuñas de como existen átomos en dous lugares á vez.

Pero neste experimento récord, os científicos atraparon unha nube de ao redor de 100.000 átomos de rubidio gaseoso nun campo magnético dentro dunha cámara sen carga. Logo, arrefriaron a cámara moi abaixo, a ao redor de 2 milmillonésimas de grao Celsius por encima do cero absoluto, o que sería unha marca mundial en si mesmo, segundo NewAtlas.

Pero isto non foi o suficientemente xélido para os investigadores, que querían superar os límites da física; para arrefriarse aínda máis, necesitaban imitar as condicións do espazo profundo. Así que o equipo levou a súa configuración á torre desplegable Bremen da Axencia Espacial Europea, un centro de investigación de microgravedad na Universidade de Bremen en Alemaña.

En caída libre

Ao deixar caer a cámara sen carga nunha caída libre mentres se acendía e apagaba rapidamente o campo magnético, permitindo que o BEC flotase desinhibido pola gravidade, retardaron o movemento molecular dos átomos de rubidio a case nada.

O BEC resultante mantívose en 38 picokelvins, durante uns 2 segundos, establecendo “unha marca absoluta menos”, informou o equipo o 30 de agosto na revista Physical Review Letters.

A marca anterior de 36 millonésimas de Kelvin, foi logrado por científicos do Instituto Nacional de Estándares e Tecnoloxía (NIST) en Boulder, Colorado, con láseres especializados.

O lugar natural máis frío coñecido do universo é a Nebulosa Boomerang, que se atopa na constelación Centaurus, a uns 5.000 anos luz da Terra. A súa temperatura media é de -272 ºC (aproximadamente 1 Kelvin) segundo a Axencia Espacial Europea.

Os investigadores do novo estudo dixeron nun comunicado que, teoricamente, poderían manter esta temperatura até 17 segundos en condicións verdadeiramente ingrávidas, como no espazo. As temperaturas ultra frías poden algún día axudar aos científicos a construír mellores computadoras cuánticas, segundo investigadores de o MIT.

Artigo publicado en Science Alert: Physicists Shattered The Record For Coldest Temperature Ever Achieved in a Lab