Astronautas chineses registram a menor temperatura já medida no espaço

Astronautas da Estação Espacial Chinesa Tiangong alcançaram uma marca inédita ao resfriar átomos a 9,7 picokelvins, ou 9,7 x 10⁻¹² graus acima do zero absoluto, a menor temperatura já medida no espaço. Os resultados foram divulgados na edição de 5 de novembro da revista científica Science.

Para entender o feito, é preciso conhecer a escala Kelvin, adotada oficialmente pelo Sistema Internacional de Unidades (SI). Ela parte do zero absoluto, limite teórico equivalente a -273,15 °C, e não admite valores negativos.

A busca por temperaturas tão baixas tem finalidade científica. Nesses ambientes, pesquisadores estudam o comportamento quântico de partículas subatômicas, que costumam ser agrupadas em conjuntos de milhares ou milhões de átomos em gases superresfriados.

Nessas condições podem se formar os Condensados de Bose-Einstein, também chamados de quinto estado da matéria. Segundo a pesquisa, chegar perto do zero absoluto permite investigar o universo quântico de maneiras inviáveis em temperaturas convencionais.

Esse avanço também abre perspectivas para estudos sobre a energia escura, força hipotética associada à aceleração da expansão do universo, e para experimentos complexos com ondas gravitacionais.

Na superfície terrestre, porém, a gravidade limita o quão frios os átomos podem ficar durante o resfriamento. Cientistas já tentaram usar campos magnéticos para suspender moléculas de gás e compensar o peso, mas a técnica impõe restrições operacionais ao processo.

Outras alternativas incluíram torres de queda livre e aeronaves em trajetórias de gravidade zero, que simulam a microgravidade por pouco tempo. Nesses casos, o experimento durava cerca de dois segundos, até o impacto com o solo ou a manobra da aeronave, o que restringia os resultados. Os patamares alcançados ficaram próximos de 3,8 x 10⁻¹¹ K.

A solução foi levar os equipamentos para a órbita terrestre baixa, a bordo da Tiangong. No ambiente orbital, a equipe resfriou cerca de 20 mil átomos de rubídio com uma armadilha de dipolo óptico, sistema que usa feixes de laser para reduzir o movimento dos átomos. Dessa forma, eles perderam a maior parte da energia térmica até cerca de seis nanokelvins.

Em seguida, os átomos passaram por uma expansão controlada de sete segundos, que reduziu ainda mais a temperatura até o recorde de 9,7 picokelvins.

O resultado mostra que a órbita terrestre pode servir como laboratório para investigar fenômenos quânticos que a gravidade da Terra dificulta reproduzir, abrindo espaço para novas pesquisas sobre a estrutura do universo.