Clickl Petroleoegas
Em um laboratório que gira ao redor da Terra, cientistas chineses conseguiram resfriar uma nuvem de cerca de 20 mil átomos de rubídio a 9,7 picokelvins, uma temperatura equivalente a apenas 9,7 trilionésimos de kelvin acima do zero absoluto. O resultado, obtido dentro da estação espacial Tiangong, estabeleceu um novo recorde de resfriamento de gás quântico produzido em laboratório, segundo estudo publicado na revista científica Science em novembro de 2026.
Os pesquisadores acompanharam a expansão da nuvem de átomos durante sete segundos, tempo que permitiu medir movimentos extraordinariamente lentos. A marca anterior de referência era de 38 picokelvins, alcançada em condições de microgravidade por um experimento de queda livre.
Para chegar ainda mais perto do limite de temperatura, a equipe precisou usar luz laser, um equipamento especial instalado no espaço e uma vantagem que laboratórios terrestres não conseguem manter por tanto tempo: a microgravidade. O zero absoluto corresponde a 0 kelvin, ou -273,15 °C, o limite inferior da escala de temperatura.
Um picokelvin equivale a um trilionésimo de kelvin. No experimento da Tiangong, a temperatura equivalente calculada para a nuvem foi de 9,7 picokelvins, ou 0,0000000000097 kelvin, uma diferença tão pequena que termômetros comuns não teriam como registrá-la.
O valor tem um significado muito específico. Os cientistas não mediram o ar da estação nem colocaram uma sala inteira num congelador extremo.
Eles calcularam uma temperatura equivalente a partir da energia de movimento dos átomos, observando como a nuvem se espalhava depois de ser liberada. Quanto mais lentamente os átomos se afastam uns dos outros, menor a energia de movimento associada àquele estado.
A nuvem era composta por átomos de rubídio-87, elemento frequentemente usado em experimentos de física quântica. O resultado foi anunciado pela Academia Chinesa de Ciências em 6 de novembro, depois de a pesquisa intitulada Quantum gases below 10 picokelvin in space entrar na edição internacional da Science, datada de 5 de novembro.
Quando uma armadilha que mantém átomos presos é enfraquecida na Terra, a gravidade faz a nuvem cair. Para impedir essa queda, os pesquisadores precisam aplicar forças adicionais, que podem limitar a redução da energia dos átomos.
É um obstáculo importante quando o objetivo é trabalhar com movimentos extremamente lentos. Na estação espacial, os aparelhos e os átomos estão em queda livre contínua ao redor da Terra.
Essa condição produz a sensação de ausência de peso conhecida como microgravidade. A equipe conseguiu, então, reduzir a força que prendia os átomos e observar a nuvem por um intervalo muito maior sem que a queda atrapalhasse a medição.
O grupo registrou sete segundos de expansão livre. O recorde anterior de 38 picokelvins, obtido por uma técnica de microgravidade de curta duração, tinha tempo de expansão de cerca de dois segundos.
A comparação ajuda a explicar por que levar um laboratório de átomos ultrafrios à órbita terrestre oferece novas possibilidades de observação. A experiência começou com o aprisionamento de átomos por campos de luz.
A técnica é conhecida como armadilha óptica: feixes de laser cuidadosamente ajustados mantêm a nuvem no lugar, sem precisar de paredes físicas. A equipe reduziu a intensidade do confinamento para que átomos de maior energia escapassem, diminuindo a energia média daqueles que permaneciam.
Uma etapa anterior levou aproximadamente 23 mil átomos a 3,1 nanokelvins, temperatura já muito baixa, e permitiu que a maior parte deles entrasse num estado chamado condensado de Bose-Einstein. Nesse estado, muitos átomos passam a compartilhar o mesmo comportamento quântico, permitindo que os cientistas observem fenômenos que normalmente só aparecem na escala microscópica.
Depois, os pesquisadores transferiram a amostra para uma armadilha óptica mais ampla e enfraqueceram o confinamento em etapas. Com a nuvem se expandindo lentamente, calcularam uma temperatura equivalente de 9,7 picokelvins, com uma margem de incerteza informada no estudo.
A medição estabelece o desempenho do experimento; não significa que toda a matéria a bordo tenha sido resfriada. O método também permite trabalhar com diferentes tipos de átomos, uma vantagem apontada pelos autores em comparação com determinadas técnicas baseadas em campos magnéticos.
A combinação de luz laser e microgravidade é o aspecto experimental que abriu caminho para o novo resultado. O feito exigiu anos de engenharia antes de qualquer átomo alcançar temperaturas recordistas.
A Academia Chinesa de Ciências informou que o sistema de laboratório usado no desenvolvimento ocupava cerca de 20 metros cúbicos e pesava dez toneladas. Para a estação espacial, ele foi transformado num módulo de aproximadamente 0,7 metro cúbico e 500 quilos.
O equipamento de átomos ultrafrios foi instalado no módulo experimental Mengtian, lançado para a estação chinesa em outubro de 2022. A iniciativa começou a ser discutida em 2011 e passou por anos de projeto, construção, testes e ajustes em órbita, segundo a equipe de pesquisa da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade de Pequim.
Mesmo concentrado num gabinete relativamente compacto, o sistema reúne dispositivos de alto vácuo, lasers estáveis, controles ópticos e instrumentos para medir a expansão da nuvem. A precisão dessas peças é decisiva: pequenas vibrações, variações na potência do laser ou oscilações no ambiente podem interferir num experimento que trabalha com quantidades minúsculas de energia.
Até o novo trabalho, um dos principais referenciais de temperatura equivalente ultrabaixa era de 38 picokelvins, alcançado durante a queda de átomos em uma instalação terrestre que reproduzia brevemente condições de microgravidade. O valor chinês ficou aproximadamente quatro vezes abaixo desse patamar.
Também já havia produção de gases quânticos ultrafrios na Estação Espacial Internacional, com registros próximos de 52 picokelvins no laboratório de átomos frios da NASA. Os números vêm de montagens e procedimentos experimentais diferentes, mas mostram a corrida científica para aumentar o tempo de observação e diminuir a energia de movimento das partículas.
Chegar perto do zero absoluto não transforma esses átomos em gelo comum. Nessas condições, eles servem como um sistema cuidadosamente controlado para investigar o comportamento da matéria, as interações entre partículas e os limites das medições físicas.
Um dos caminhos estudados é o desenvolvimento de sensores quânticos mais precisos. Nuvens ultrafrias podem participar de instrumentos chamados interferômetros atômicos, capazes de medir acelerações, variações de gravidade e outros efeitos muito pequenos.
Quanto mais tempo os átomos puderem evoluir livremente, melhores podem ser as condições para determinados tipos de medição. Esses instrumentos interessam a pesquisas sobre gravitação, navegação e testes de princípios básicos da física, como a previsão de que objetos diferentes caem da mesma maneira sob a ação da gravidade, quando outras forças não interferem.
Os autores também apontam novas possibilidades para simulações de sistemas quânticos, mas não anunciaram um computador quântico ou sensor de navegação comercial resultante do experimento. A nova marca de 9,7 picokelvins vem acompanhada de uma capacidade concreta: observar átomos em expansão durante sete segundos dentro de uma estação espacial.
O próximo passo da pesquisa é aproveitar esse tempo e esse controle para medir fenômenos que continuam difíceis de estudar em laboratórios terrestres. Para você, qual descoberta é mais surpreendente: conseguir uma temperatura tão próxima do zero absoluto ou criar um laboratório capaz de medi-la no espaço? Conte nos comentários.
