21 de mai de 2018

Estação Espacial Internacional será o lugar mais frio do universo em alguns dias

A NASA enviou hoje para o espaço uma nave cheia de equipamentos que irão auxiliar os astronautas da Estação Espacial Internacional (ISS) e cientistas aqui na Terra a desenvolver novas pesquisas. A mais interessante delas é um experimento que irá “congelar” átomos com lasers, criando o ponto mais frio do universo. Esta super geladeira terá menos de um bilionésimo de grau acima do zero absoluto, a temperatura mais baixa possível.

O Cold Atom Laboratory (CAL) (Laboratório do Átomo Frio, em tradução livre), é um instrumento compacto, do tamanho de um cooler de cerveja, que usa lasers para gerar um ambiente super-refrigerado 10 bilhões de vezes mais frio que o vácuo do espaço. É tão frio dentro da CAL que os átomos se tornam quase imóveis. Lá dentro, o instrumento usa ímãs para segurar os átomos quase imóveis para que os cientistas possam observar seus movimentos e como eles interagem.

Experimentos parecidos já foram feitos aqui na Terra, mas sempre enfrentaram um desafio praticamente insuperável: a força da gravidade. Mesmo átomos ultra-gelados acabam sucumbindo à força da gravidade. Assim, quando os experimentos foram conduzidos aqui, os cientistas puderam observar os átomos em câmera lenta por apenas um segundo.

O CAL foi lançado no espaço na sonda Orbital ATK Cygnus, com destino à ISS. “No campo da física moderna, o novo Cold Atom Lab (CAL) da Cygnus poderia ajudar a responder a algumas grandes questões. O CAL cria uma temperatura 10 bilhões de vezes mais fria que o vácuo do espaço, então usa lasers e forças magnéticas para desacelerar os átomos até que estejam quase imóveis. No ambiente de microgravidade da estação espacial, CAL pode observar estes átomos ultra-frios por muito mais tempo do que o possível na Terra. 

Os resultados desta pesquisa podem levar a uma série de tecnologias aprimoradas, incluindo sensores, computadores quânticos e relógios atômicos usados na navegação de espaçonaves”, diz um comunicado da Agência Espacial Americana. Uma vez instalado em um ambiente de microgravidade, o CAL revelará remotamente átomos em desaceleração aos cientistas por segundos a mais do que é possível na Terra, permitindo que eles entendam melhor o comportamento quântico dos átomos.

Frio mais frio

O vácuo do espaço é muito frio: tem cerca de – 270,55 C°. Mas as temperaturas dentro do CAL serão ainda mais baixas: quase zero absoluto, ou menos 273,15 Cº. A essa temperatura, os átomos diminuem tanto sua velocidade que começam a entrar no mesmo estado quântico, exibindo a mesma quantidade de energia que os outros. Seu comportamento torna-se mais ondulado, e eles começam a se sincronizar como uma fila de dançarinos, um fenômeno conhecido como Condensado de Bose-Einstein (BEC).

Na microgravidade da ISS, espera-se que os átomos retenham este estado da matéria por até 10 segundos, oferecendo aos pesquisadores a possibilidade de observar comportamentos quânticos nunca vistos antes.  O CAL é capaz de capturar três tipos de átomos para os cientistas estudarem: um rubídio e dois isótopos de potássio, resfriando-os até quase imobilidade em segundos e mantendo-os em armadilhas magnéticas para observação dos cientistas na Terra.

Uma vez que a CAL chegue à ISS e esteja instalado, o trabalho dos astronautas estará feito. O instrumento será operado remotamente a partir do solo. Os experimentos irão operar por até 6 horas e meia por dia enquanto a tripulação da ISS estiver dormindo, para minimizar a perturbação da microgravidade da estação espacial, segundo representantes da NASA.

Uma vez que o experimento esteja em andamento, e se as temperaturas ficarem tão frias quanto o esperado, o CAL irá quebrar o recorde de lugar mais frio do universo. Atualmente, o título pertence à Nebulosa Boomerang, localizada a 5.000 anos-luz de distância, que vive em congelantes – 272 Cº. 
Fonte: https://hypescience.com
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