Um experimento atualmente na Estação Espacial Internacional (ISS) atingiu uma temperatura incrivelmente baixa, apenas uma fração de grau acima do zero absoluto, estabelecendo um novo recorde para a temperatura mais baixa já alcançada no espaço.
O experimento é o Cold Atom Laboratory (CAL) e seu objetivo é criar um estado de matéria como nenhum outro, conhecido como o quinto estado da matéria, pois difere de líquidos, gases, sólidos e plasma: um condensado de Bose-Einstein. (BEC) Este é o primeiro BEC produzido em órbita.
Um BEC é um estado particular de matéria que só acontece quando um gás de baixa densidade é resfriado a temperaturas extremamente baixas; os átomos se comportam mais como ondas do que partículas nessas condições. A natureza ondulatória da matéria é apenas tipicamente observável nas escalas mínimas, mas em uma BEC isso é macroscópico. Os átomos começam a agir como uma única onda, tornando-se indistinguíveis uns dos outros. Estudar este sistema está nos dizendo como é a física em seus extremos.
“Ter um experimento BEC operando na estação espacial é um sonho se tornado realidade”, disse Robert Thompson, cientista do projeto CAL do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. “Têm sido um longo e difícil caminho para chegar até aqui, mas vale a pena a luta, porque há muito o que poderemos fazer com essa facilidade”, concluiu ele.
CAL alcançou temperaturas de cerca de 100 nanokelvins, significativamente mais frias do que o espaço exterior, que é de 3 Kelvins (-270,15°C), mas ainda não perto de registros experimentais alcançados na Terra. A equipe está de olho nessas temperaturas, mas há uma vantagem mais importante em estar no espaço: as BECs são mais duradouras, portanto, podem ser estudadas por mais tempo.
As BECs são criadas dentro de armadilhas atômicas usando campos magnéticos ou lasers. O gás de baixa densidade dentro das armadilhas experimenta o resfriamento descompressivo à medida que a armadilha de átomos se expande. Quanto mais tempo o gás estiver na armadilha, mais frio ele ficará. Na Terra, por causa da gravidade, os BECs só podem ser estudados por uma fração de segundo. CAL permite BECs individuais que duram entre 5 à 10 segundos, e é possível repetir o experimento por até seis horas por dia.
“O CAL é um instrumento extremamente complicado”, acrescentou Robert Shotwell, engenheiro-chefe da diretoria de astronomia e física do JPL. “Normalmente, os experimentos BEC envolvem equipamentos suficientes para preencher uma sala e exigem monitoramento quase constante por cientistas, enquanto CAL tem o tamanho de uma geladeira pequena e pode ser operado remotamente da Terra. Foi uma luta e exigiu um esforço significativo para superar todos os obstáculos necessários para produzir a instalação sofisticada que está operando na estação espacial hoje”, concluiu.
A CAL está atualmente em fase de teste. Ela iniciará as operações científicas em setembro e há muitos cientistas em todo o mundo fazendo fila para usá-lo nos próximos três anos. [IFLS]
