Jet Propulsion Laboratory / NASA
Conceito artístico do chip atômico que o Laboratório de Átomos Frios da NASA vai usar na Estação Espacial Internacional
Neste verão, a NASA vai enviar à Estação Espacial Internacional (EEI) uma geladeira especial onde será criado “o lugar mais frio do universo”, para estudar o comportamento dos átomos e da gravidade em tais condições, informa o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
O projeto foi chamado de CAL – Laboratório de Átomos Frios. “Os experimentos com tais átomos podem mudar a nossa ideia sobre o que é a matéria e vão nos ajudar a entender a natureza fundamental da gravidade”, disse Robert Thompson, gerente do projeto CAL no JPL – Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena (EUA).
“Além disso, o aparelho CAL nos permitirá aproximar da compreensão do que é a energia escura, uma das substâncias mais misteriosas do Universo”, acrescentou Thompson.
O condensado de Bose-Einstein é um estado incomum de agregação da matéria, semelhante ao gás e ao líquido, que se comporta como um único átomo e tem típicas propriedades “nucleares”.
Isto, diz o cientista, permite manipular facilmente as propriedades desses “átomos” artificiais e usá-los como qubits, células de computadores quânticos e protótipos de estruturas supercondutoras.
Há muito tempo que os físicos se perguntam como esses “átomos” coletivos se comportarão no espaço. No entanto, a verificação de suas ideias foi dificultada pelo fato de que a instalação capaz de resfriar os átomos de metais alcalinos para convertê-los no condensado de Bose-Einstein ocupa vários edifícios.
Recentemente, engenheiros alemães criaram uma versão em miniatura deste sistema e a enviaram para o espaço, criando o primeiro condensado “espacial” de Bose-Einstein.
Cientistas norte-americanos vão agora lançar um experimento mais prolongado e de maior escala com o condensado de Bose-Einstein a bordo da EEI, enviando neste verão o dispositivo CAL, uma caixa-geladeira do tamanho de uma mala.
No seu interior será mantida a temperatura de apenas um bilionésimo de grau Kelvin acima do zero absoluto. Tal indicador, como explica Thompson, é cerca de 100 milhões de vezes inferior à temperatura típica do espaço.
Isso fará do interior do CAL o lugar mais frio do universo.
A ausência de gravidade a bordo da EEI, de acordo com os cientistas, irá prolongar a vida útil do condensado, o que permitirá os físicos estudarem as suas propriedades mais tempo e utilizarem tais “átomos coletivos” para os cálculos quânticos simples e experimentos.
Thompson espera que, no espaço, o condensado de Bose-Einstein viverá por pelo menos 5 a 10 segundos. No futuro, quando as novas versões do CAL forem enviadas para a EEI, este número poderá aumentar em centenas de vezes.
Além da ciência fundamental, tais experimentos, diz a NASA, ajudarão a criar relógios atómicos mais precisos, permitindo também o desenvolvimento de computadores quânticos e sensores ultrassensíveis, que operam na base de efeitos quânticos.
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