Embora o inverno muitas vezes pareça o frio mais frio, as temperaturas podem cair muito mais baixas. Isto é, até você atingir o zero absoluto, relata Sarah Kaplan no The Washington Post . Este é o ponto em que todo movimento de átomos que compõem um objeto pára de se mover - um 0 Kelvin gelado ou -459, 67 Fahrenheit.
Pesquisadores tentaram por décadas atingir o zero absoluto, que é considerado impossível de alcançar. Mas recentemente os cientistas dos Institutos Nacionais de Padrões (NIST) em Boulder, Colorado, se aproximaram mais do que os cientistas. De acordo com um comunicado de imprensa, os pesquisadores acreditam que sua nova técnica pode realmente permitir que eles atinjam esse ponto fabuloso.
"Os resultados foram uma surpresa completa para os especialistas da área", disse José Aumentado, co-autor de um artigo sobre a técnica recentemente publicado na revista Nature, no comunicado de imprensa. "É um experimento muito elegante que certamente terá muito impacto".
Embora os cientistas tenham trazido anteriormente átomos individuais para zero absoluto e ainda mais baixo, este último estudo documenta o objeto mais complexo e frio até hoje. Os detalhes são bastante técnicos, mas Kaplan explica que, em um processo chamado resfriamento de banda lateral, os pesquisadores usaram lasers para congelar sobre um minúsculo cilindro de alumínio, com apenas 20 micrômetros de diâmetro e 100 nanômetros de espessura.
"Isso pode parecer contra-intuitivo", escreve Kaplan. "Nós estamos acostumados a acender o aquecimento, como o sol - mas no resfriamento da banda lateral, o ângulo e a frequência cuidadosamente calibrados da luz permitem que os fótons capturem energia dos átomos enquanto interagem."
Usando esse método, os pesquisadores haviam reduzido anteriormente o movimento do tambor para o que é conhecido como "estado fundamental" quântico - que é apenas um terço de um quantum de energia. Mas Teufel tinha um pressentimento de que poderia ficar mais frio. "O limite de quão frio você pode fazer as coisas brilhando sobre eles foi o gargalo que estava impedindo as pessoas de ficarem cada vez mais frias", disse Teufel à Kaplan. "A questão era, é fundamental ou poderíamos ficar mais frios?"
O tambor de alumínio no NIST (NIST) Embora os lasers tenham resfriado o objeto, algum ruído nos lasers forneceu pequenos "chutes" de calor, explica Teufel no press release. Por isso, Teufel e seus colegas “apertaram” a luz, alinhando os minúsculos pacotes de energia no laser ainda mais para resfriar o tambor sem adicionar energia ao sistema. Isso permitiu que eles esfriassem o cilindro a um quinto de um quantum, e acreditam que, com refinamentos adicionais, esse sistema poderia permitir que eles resfriassem o tambor a zero absoluto.
Tal resfriamento extremo não é apenas um truque de sala de estar: também tem aplicações do mundo real. "Quanto mais frio você consegue o tambor, melhor é para qualquer aplicação", diz Teufel no comunicado de imprensa. “Sensores se tornariam mais sensíveis. Você pode armazenar informações por mais tempo. Se você estivesse usando em um computador quântico, então você calcularia sem distorção, e você realmente obteria a resposta que deseja. ”
O resfriamento do tambor também pode ajudar os cientistas a observar em primeira mão alguns dos mistérios da mecânica quântica. "Acho que estamos em um momento extremamente empolgante, onde essa tecnologia que temos disponível nos dá acesso a coisas sobre as quais as pessoas vêm falando como experimentos mentais há décadas", disse Teufel a Ian Johnston no The Independent . "Só agora o que é excitante é que podemos ir ao laboratório e realmente testemunhar esses efeitos quânticos."
Teufel diz a Johnston que refrigerar o tambor para o zero absoluto, no qual apenas a energia quântica permanece, permitiria aos cientistas observar alguns dos aspectos mais estranhos da teoria quântica. Por exemplo, o tambor, se fosse ampliado, poderia ser usado para teletransportar objetos visíveis. A pesquisa também poderia ajudar os pesquisadores a preencher a lacuna de compreensão entre o ponto em que a física quântica, que governa partículas muito pequenas, parece parar de funcionar e mais física clássica, que governa grandes objetos como estrelas e planetas, começa a tomar o controle.
