Você sabe qual a coisa mais lenta da terra? Então, sabe os lasers, conhecidos por seu feixe de luz preciso e veloz, desempenham funções como cortar, queimar ou soldar. Contudo, surpreendentemente, são essenciais para criar a “coisa mais lenta da Terra”. No entanto, como isso é possível?
Para entender essa aparente contradição, é crucial explorar a relação entre a temperatura de um objeto e sua velocidade. Mesmo objetos aparentemente estáticos, como canetas ou cadernos, possuem partículas em movimento microscópico. Até mesmo seres vivos, exemplificados pela letargia da preguiça, revelam movimentos frenéticos em nível molecular.
Criando a Coisa Mais Lenta da Terra
Como físico interessado nas complexidades da mecânica quântica em temperaturas extremamente baixas, utilizo lasers intensos para resfriar átomos, criando condensados de Bose-Einstein, as substâncias mais frias conhecidas. Esses condensados oferecem insights valiosos sobre comportamentos extraordinários em materiais, como supercondutores.
Em 1995, cientistas conseguiram criar um novo estado de matéria previsto por Albert Einstein, resfriando átomos a temperaturas extremas. A utilização de lasers brilhantes no processo é fundamental.
No laboratório, lasers são direcionados para átomos de itérbio, aquecendo-os inicialmente. Entretanto, após alguns segundos sob o feixe, ocorre um fenômeno surpreendente: os átomos esfriam, diminuem a velocidade e se agrupam no centro da câmara. Essa redução de temperatura ocorre devido às colisões entre átomos e fótons no feixe de laser.
Apesar desse resfriamento inicial, a nuvem atômica ainda não atinge o zero absoluto. O próximo passo é o “resfriamento evaporativo”. Usando campos magnéticos e eletricidade, capturamos átomos e, ao reduzir a corrente elétrica, permitimos que os mais rápidos escapem, deixando para trás apenas os átomos mais lentos, que alcançam temperaturas incrivelmente baixas.
Esses átomos movem-se em câmera lenta, a uma taxa inferior à de um caracol, sendo verdadeiramente a coisa mais lenta da Terra. Nessa condição, eles se tornam ferramentas cruciais para estudar fenômenos quânticos e materiais exóticos.