Costumamos dizer que o frio é a ausência de calor, mas o que acontece quando "tiramos" todo o calor de um objeto? Não é uma pergunta fácil de responder, pois só podemos fazer uma aproximação dessa situação. O recorde atual é de 38 bilionésimos de grau acima do zero absoluto e foi obtido em um laboratório na Alemanha.
Afinal, o que é temperatura?
Durante anos, os cientistas têm tentado de várias maneiras se aproximar do limite de -273,15 graus Celsius, zero Kelvin, zero absoluto. A temperatura, embora a percebamos de uma maneira muito diferente, é na verdade uma medida de movimento. O calor é gerado por um movimento, um tipo de vibração de moléculas e átomos. Portanto, o frio é a ausência não apenas de calor, mas também de movimento. A temperatura zero é a quietude total das moléculas. Atingir esse ponto de zero absoluto é, de acordo com nosso conhecimento atual de física, tão impossível quanto atingir a velocidade da luz. No entanto, chegamos muito perto, a 38 bilionésimos de grau (38 picokelvins).
Jogando o experimento pela janela
Chegar a 38 picokelvins não foi uma tarefa fácil. A equipe queria analisar o Condensado de Bose-Einstein (BEC), um estado da matéria que só aparece em condições excepcionalmente frias. Para conseguir isso, a equipe de pesquisa usou gás de átomo de rubídio (cerca de 100.000 átomos no total). Eles introduziram esse gás em uma câmara de vácuo e reduziram sua temperatura para dois bilionésimos de grau. Na época, isso foi um recorde (o recorde anterior era de 36 milionésimos de grau), mas não foi suficiente para a equipe. A Agência Espacial Europeia e a Universidade de Bremen têm uma torre para experimentos em microgravidade, a partir da qual o experimento poderia ser lançado. E foi o que fizeram.
Em 120 metros de queda livre, os pesquisadores ligaram e desligaram rapidamente o campo magnético, minimizando o movimento dos átomos de gás e permitindo que o BEC flutuasse dentro da câmara. Os detalhes do experimento foram publicados em um artigo na revista Physical Review Letters.
O Condensado de Bose-Einstein
O BEC é o chamado quinto estado da matéria (os outros quatro são os três "clássicos": sólido, líquido, gás e plasma). A característica interessante desse estado da matéria é que nele os átomos se comportam como uma única entidade. Isso possibilita que os físicos estudem as propriedades quânticas da matéria. Esse estado da matéria foi alcançado pela primeira vez nos EUA em 1995, também a partir do rubídio. Pouco tempo depois, também nos EUA, outra equipe conseguiu criá-lo a partir do sódio. Em 2001, os três pesquisadores que conduziram esses experimentos receberam o Prêmio Nobel de Física.
A estranha física nos extremos
Os buracos negros são regiões extremamente densas do nosso Universo onde as leis da física não parecem se comportar como em qualquer outro lugar. No entanto, a densidade extrema não é a única condição que pode fazer com que as leis da física se atrapalhem. A temperatura extrema é outro caso. Especificamente, a ausência extrema de temperatura. Por exemplo, um estudo de 2017 publicado na revista Nature Physics previu que, no frio extremo, a luz pode se comportar como um líquido. Outro estudo do mesmo ano, este publicado na Nature Communications, explicou que o hélio em um estado superfluido poderia se mover sem sofrer qualquer atrito.
O lugar mais frio do Universo (até onde sabemos)
O experimento atingiu os 38 picokelvins por apenas alguns segundos, mas as condições de microgravidade podem ser usadas para estender esse período, talvez em até 17 segundos. A Estação Espacial Internacional foi pioneira nesse aspecto, mas é possível que o próximo recorde seja estabelecido em outra espaçonave semelhante, a estação espacial Tiangong da China. No entanto, é questionável se esses registros são universais. Até onde sabemos, essas temperaturas são muito mais baixas do que as que ocorrem naturalmente no Universo. A região mais fria conhecida no Universo é a Nebulosa do Bumerangue, localizada a cerca de 5.000 anos-luz de distância de nós, na vizinhança da constelação de Centauro. A temperatura média dessa área é de cerca de um grau K ou -272°C.
