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Relógios atômicos utilizam o movimento dos átomos para medir o tempo a partir de feixes de laser que reduzem a agitação dos átomos -- e, conseqüentemente, sua temperatura -- até um patamar muito próximo ao zero absoluto. Isso permite que sua posição no espaço seja medida com maior precisão, o que lhe confere uma exatidão muito superior à dos relógios tradicionais.

 

 NOTÍCIAS :: FÍSICA

Armadilha coloca átomos numa fria
Dispositivo criado por físicos produz temperatura mais baixa já registrada até hoje

Como se não bastassem as frias manhãs de inverno, alguns físicos parecem insatisfeitos com as temperaturas que a natureza oferece e, há mais de 70 anos, desenvolvem experiências para se aproximarem do chamado 'zero absoluto' (-273º C). Em setembro, essa 'corrida do gelo' registrou um novo recorde: cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachussets (MIT) chegaram à menor temperatura já alcançada.

Aaron Leanhardt (dir.) e Tom Pasquini diante da máquina com que foi obtida a menor temperatura já registrada (fotos: cortesia MIT)


Eles atingiram a incrível marca de cerca de 500 picokelvins, ou meio bilionésimo de um grau kelvin -- muito pouco acima do zero absoluto. O recorde foi obtido pela equipe do físico Aron Leanhardt e publicado na revista Science de 12 de setembro. Os cientistas garantem que esses estudos têm um bom motivo: temperaturas muito baixas permitem criar aparelhos de grande precisão, como relógios atômicos.

Um dos co-autores do artigo é o alemão Wolfgang Ketterle, líder da equipe do MIT que obteve o recorde anterior (seis vezes menor que o atual). Por esse estudo, Ketterle recebeu um terço do Nobel de física de 2001. Em 2003, o prêmio também contemplou estudos sobre fenômenos que ocorrem em baixas temperaturas (supercondutores e superfluidos).

O novo recorde foi obtido com átomos de sódio, agrupados num estado da matéria conhecido como condensado de Bose-Einstein. Não é exagero dizer que a marca alcançada é literalmente 'congelante': na verdade, a grandeza física que chamamos de temperatura mede o grau de 'agitação' dos átomos de um corpo.

Estudar o comportamento de átomos submetidos a temperaturas muito baixas era um desafio: se os cientistas tentassem 'confinar' um condensado de átomos resfriados em um recipiente, ele poderia aquecer os átomos ou interagir com eles ('grudá-los' em suas paredes). Os físicos do MIT resolveram o problema ao construírem um dispositivo batizado de 'armadilha gravito-magnética'.

Ela não apenas foi capaz de reunir os átomos num condensado de Bose-Einstein, como impediu que eles se grudassem nas paredes da estrutura e se mantivessem próximos de zero kelvin em equilíbrio por cerca de 3 minutos e meio. Isso foi possível graças à ação de um campo magnético externo, somada à força gravitacional da Terra.

"Imagine um balão cheio de ar: se diminuirmos a pressão fora do balão, ele se expande, e o ar em seu interior se esfria (pois usou energia para se expandir). A equipe do MIT fez algo parecido, diminuindo a pressão exercida pela 'armadilha gravito-magnética' na amostra de átomos de sódio", explica o físico Bruno Mota, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas.

Câmara de vácuo em que os átomos de sódio foram resfriados

O recorde dos americanos vai além da marca simbólica. Os resultados dos experimentos de Leanhardt e seu grupo devem aquecer a indústria de aparelhos de precisão, como os relógios atômicos, capazes de medir o tempo de forma tão precisa que levariam cerca de 20 milhões de anos para produzir um segundo de atraso.

Agora os pesquisadores pretendem estudar o comportamento dos condensados em uma condição mais 'agradável': a temperatura ambiente. "Queremos ver o que acontecerá quando os átomos se aproximarem de uma superfície. Eles irão aderir a ela ou serão repelidos?", contou Leanhardt à CH On-line.

Com isso, a tarefa de se aproximar ainda mais do zero absoluto vai ficar para outros cientistas. Mas o físico alerta que atingir essa temperatura só é possível para algumas regiões quânticas de átomos, nunca para um condensado inteiro. "O zero absoluto significaria o congelamento de toda a matéria, o que é fisicamente improvável."

Rafael Barros
Ciência Hoje On-line
20/10/03

 

 
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