Laboratório mais frio do Universo vai estudar mundo quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/05/2018

No interior do laboratório portátil será gerado o espaço mais frio do Universo.
[Imagem: NASA/JPL-Caltech]

Frio universal

Subiu ao espaço um laboratório que irá criar o local mais frio do Universo.

O Laboratório de Átomos Frios (CAL: Cold Atom Laboratory) subiu a bordo do foguete Antares, da empresa privada Orbital, que levou experimentos e suprimentos para a Estação Espacial Internacional, onde atracou na última quinta-feira.

O CAL vai usar lasers e forças magnéticas para desacelerar os átomos até que eles fiquem quase imóveis, criando uma temperatura 10 bilhões de vezes mais fria do que o vácuo do espaço.

No ambiente de microgravidade da Estação Espacial, será então possível observar estes átomos ultrafrios por muito mais tempo do que é possível na Terra.

Os resultados deverão ter impacto em uma série de tecnologias, incluindo sensores, relógios atômicos, usados na navegação de espaçonaves, e computadores quânticos.

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Átomos artificiais

O laboratório, que custou US$83 milhões, será usado para estudar a mecânica quântica em escala macroscópica usando um estado da matéria conhecido como condensado de Bose-Einstein, essencialmente nuvens de átomos que, quando resfriados até próximo do zero absoluto, entram em sincronia e passam a se comportar como se fossem um único átomo.

O CAL trabalhará com átomos de rubídio e potássio.

Aqui embaixo, a gravidade geralmente dispersa os átomos em poucos segundos. Na microgravidade da Estação Espacial, a expectativa é que os átomos artificiais mantenham-se coesos por mais de 10 segundos. Para isso, eles serão resfriados a 20 trilionésimos de grau acima do zero absoluto, o que, segundo os conhecimentos atuais, será o local mais frio do Universo.

Alcançada temperatura abaixo do zero absoluto

Lasers e campos magnéticos vão resfriar os átomos a uma temperatura recorde.
[Imagem: NASA/JPL-Caltech]

Interferometria atômica

O equipamento é tão sensível que os experimentos, todos automatizados, serão realizados apenas quando os astronautas estiverem dormindo, para minimizar os efeitos de quaisquer movimentos ou impactos.

E isso levando em conta que a tecnologia é mais simples do que inicialmente previsto, depois que uma versão mais complexa do laboratório apresentou um vazamento que afetou a câmara de vácuo e ameaçou atrasar o projeto.

Com a simplificação, os físicos ainda não serão capazes de alcançar seu objetivo final de realizar a interferometria atômica baseada no espaço - um processo que envolve dividir a onda quântica do condensado em duas e depois recombiná-las. Os padrões de interferência resultantes permitiriam analisar os efeitos da gravidade com precisão inédita, bem como testar se os condensados poderiam ser usados como sensores de rotação e gravidade muito sensíveis.

Mas o laboratório mais avançado continua sendo desenvolvido, e deverá ir ao espaço até o final de 2019.