Os físicos usaram um campo giratório de micro-ondas para resfriar um gás de moléculas polares até
Para seus experimentos, pesquisadoresutilizou um gás composto por moléculas de sódio e potássio, que foram mantidas em uma armadilha óptica por meio de radiação laser. Os físicos resfriaram o gás usando resfriamento evaporativo, uma técnica aplicada a átomos individuais.
Câmara de vácuo na qual o gás superfrio é gerado. Imagem: Sociedade Max Planck
O princípio de funcionamento deste método é baseado emcolisão de partículas em uma armadilha magnética. Átomos individuais, colidindo uns com os outros, transferem parte de sua energia cinética. Com o tempo, os átomos individuais tornam-se muito mais energéticos do que os outros e saem da armadilha, reduzindo a energia do sistema e a temperatura do grupo de átomos que permanece nele.
As moléculas polares são caracterizadas pora distribuição de carga elétrica, explicam os cientistas. Ao contrário dos átomos livres, eles podem girar, vibrar, atrair ou repelir uns aos outros. Eles se comportam como pequenos ímãs e podem ficar juntos impedindo o resfriamento.
Para resolver essa limitação, pesquisadoresusou um campo eletromagnético especialmente preparado, que serve como escudo de energia para as moléculas e não permite que elas adiram e fiquem juntas. Sob a influência do campo, se duas moléculas se aproximam demais, elas podem trocar energia cinética, mas ao mesmo tempo se alinham de tal forma que se repelem e se movem rapidamente em direções diferentes.
Laser de sódio gerando luz amarela para resfriamento a laser e visualização de átomos de sódio. Imagem: Sociedade Max Planck
Para criar um campo de microondas com opropriedades, os pesquisadores colocaram uma antena helicoidal sob uma armadilha óptica contendo um gás de moléculas de sódio-potássio. Nesta configuração experimental, as moléculas começaram a colidir com muito mais frequência, em média cerca de 500 vezes por molécula.
Como resultado, após apenas um terço de segundo, a temperatura atingiu cerca de 21 nK, que está bem abaixo da "temperatura de Fermi" crítica, limite abaixo do qual os efeitos quânticos determinam o comportamento do gás.
Os pesquisadores acreditam que a nova tecnologia de resfriamento permitirá a criação e o estudo de várias formas quânticas de matéria que foram previamente previstas teoricamente.
Foto da capa: Representação artística de uma geladeira a gás de micro-ondas. Fonte: Sociedade Max Planck
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