Frio extremo: Qual foi a MENOR temperatura já registrada no universo?

Você consegue se lembrar da menor temperatura que você já pegou durante o inverno? A menor taxa registrada na Terra foi de -89,2°C, na Antártida. Pode parecer muito frio. E até é. Todavia está longe de ser a temperatura mais baixa do universo. Em alguns lugares da Lua, por exemplo, essa medição chega a -200 ºC.

Conforme relatado pela Digital Appearance, uma equipe internacional de cientistas conseguiu chegar a uma taxa ainda mais baixa, atingindo a temperatura mais baixa já medida em todo o espaço interestelar. Pesquisadores da Rice University, nos Estados Unidos, e da Universidade de Kyoto, no Japão, atingiram, em laboratório, uma temperatura três bilhões de vezes mais fria do que qualquer coisa já medida no cosmos: estavam em um bilionésimo de grau para chegar ao zero absoluto na escala Kelvin, ou seja, -273,15 ºC.

Como ocorreu a temperatura mais baixa do universo?

Segundo o cientista mexicano Eduardo Ibarra García Padilla, em primeiro lugar existem estados da matéria que só são acessíveis em temperaturas mais baixas. Atingir essas temperaturas e estados permite entender melhor problemas físicos como a supercondutividade em óxidos de cobre, que terão importantes aplicações tecnológicas.

Em segundo lugar, Ibarra diz que sua equipe usou lasers para resfriar átomos de um elemento químico conhecido como itérbio a níveis extremos, aplicando técnicas de resfriamento evaporativo. O resfriamento evaporativo é como tomar uma sopa bem quente. O que você está fazendo é soprar a sopa. Com isso, as partículas mais quentes são eliminadas.

Tudo começa com a sublimação, que é a conversão direta do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo líquido, de átomos de itérbio. Esse procedimento geralmente ocorre através de um laser de alta potência sobre um bloco sólido desse elemento, fazendo com que uma pequena quantidade de gás evapore.

Um dos locais mais conhecidos para testes em baixa temperatura é o Cold Atom Laboratory (CAL), localizado na Estação Espacial Internacional (ISS), que tem a vantagem de operar em microgravidade. Segundo Ibarra, isso não foi necessário para os estudos realizados desta vez.

Assim, os experimentos obtiveram o recorde de temperatura aconteceram no laboratório da Universidade de Kyoto, liderado pelos cientistas Yoshiro Takahashi e Shintaro Taie. “Fornecemos a parte teórica e numérica do estudo, que nos permite medir as temperaturas em que os experimentos foram realizados”, explica Ibarra.

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No frio extremo a matéria atinge fases frias e exóticas

Antes de mais nada, os exemplos mais conhecidos de comportamento estranho em baixa temperatura são a supercondutividade e a superfluidez. Com efeito, existe supercondutividade na medida em que uma substância transmite eletricidade sem resistência. Superfluidez é a perda completa de viscosidade de uma substância. Este estado da matéria se alcançada por um líquido de Fermi a uma temperatura muito baixa, próxima do zero absoluto.

Todavia, no frio extremo praticamente tudo congela. A exceção fica a cargo de alguns isótopos de hélio. Eles se tornam superfluidos. Nesse estado, eles podem escalar as paredes do contêiner onde estão armazenados. Ibarra acha que, quando atingimos temperaturas mais baixas, podem surgir diferentes fases exóticas da matéria. Com efeito,  eles provavelmente tem características magnéticas ou de transporte muito diversas do que se observa com outros materiais até agora.

A saber: é tudo tão complexo que a física ainda não tem as ferramentas para medir todas as correlações entre os átomos do experimento, indicando que ainda não sabe exatamente o que está acontecendo. Em conclusão, o que eles conseguiram observar é que os átomos não estão ordenados nem em padrões aleatórios, mas em sistemas correlacionados, embora ainda não seja possível isolar nenhuma dessas correlações individualmente.

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