A torre rolante em Bremen passou por um evento central que poderia entrar na história do universo – se alguém pudesse anotá-lo seriamente. Fonte da imagem: ZARM e Unsplash
A torre rolante, com 146 metros, domina o horizonte do parque tecnológico na cidade de Bremen, no norte da Alemanha, desde 1990. Como veterano da universidade local, ela serve a ciência longe da minha cidade natal – e vejo-a todos os dias pela janela de casa.
Há alguns anos, pesquisadores criaram o que conhecemos como o lugar mais frio do mundo. Vou levá-lo a um lugar onde a existência literalmente (quase) para.
Role na temperatura
Em agosto de 2018, uma ocorrência comum ocorreu no Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM) na torre de queda: uma cápsula de pesquisa desabou e experimentou uma ausência de peso virtual. No seu interior existe uma nuvem de gás muito fria: o condensado de Bose-Einstein (BEK). A coleção de partículas exóticas é considerada o quinto estado da matéria (gás, líquido, sólido, plasma e BEK).
Como podemos eliminar a gravidade? A atração gravitacional da Terra não pode ser desligada. Mas podemos escapar disso temporariamente e a curto prazo, o chamado- Microgravidade tome cuidado. Isso acontece com a queda livre. Se amarrarmos balanças nos pés em uma torre a 10 metros da piscina e depois pularmos, não pesaremos nada – apenas a resistência do ar fará com que o ponteiro se mova.
O sistema dentro da torre também bombeia todo o ar para fora do downcomer. Isto cria um vácuo que garante condições ideais para queda livre. Ao usar uma catapulta, a duração do peso normal pode ser duplicada de cerca de 4,75 segundos para 9,5. Estas condições são então implementadas durante a subida, bem como durante a queda após o recuo (via swb e ZARM).
A gravidade continua a trabalhar, atraindo-nos – mas a nossa massa (para simplificar) não colide com nada. Portanto, tudo o que cai livremente fica em estado de leveza. O mesmo se aplica aos satélites ou à ISS. A terra continuou vindo em sua direção, mas eles correram pelo horizonte tão rápido que continuaram caindo de volta à terra. Uma queda livre aparentemente eterna permite que você se mova ao longo do caminho sem peso (através do engenheiro e do DLR).
BEK é resfriado a 1/1.000.000.000.000.000.000 Kelvin acima do zero absoluto por meio de experimentos conduzidos na cápsula.
Ele manteve essa temperatura por dois segundos e fez história. BEK na torre rolante é provavelmente o lugar mais frio do mundo – tanto quanto se sabe. Até agora, o recorde (permanentemente mensurável) está na Nebulosa Boomerang, a 5.000 anos-luz de distância: -272,15 graus Celsius. A distância de 1 Kelvin a 2 é exatamente a mesma que de 1 grau Celsius a 2. Apenas o ponto zero é deslocado. Isso é -273,2 graus Celsius ou 0 Kelvin (através do Instituto Max Planck).
38 picokelvin, é quando o termômetro para de cair – embora isso não deva ser interpretado literalmente. Porque não existe um método de medição diária de temperatura que possa mostrar esses valores. Isto requer sensores que possam medir o movimento dos próprios átomos. Porque afinal, calor, frio ou calor nada mais é do que a percepção da vibração das partículas. Quanto mais alto, mais forte é o movimento e mais quente fica.
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O arranha-céu é uma instalação de armazenamento de energia com 1.000 metros de altura
O disco é um subproduto de outra performance de topo
Enquanto isso, as baixas temperaturas são apenas um subproduto. Os pesquisadores querem criar nuvens de átomos que se espalhem na velocidade mais baixa possível – e desacelerá-las por meio do resfriamento é a maneira ideal de fazer isso. No laboratório sob gravidade, leva apenas 22 milissegundos para se dissolver – na torre de queda isso dura até 90 vezes.
Cientistas do ZARM construíram a cápsula como parte de um projeto parceiro no qual o Centro Aeroespacial Alemão também está envolvido, QUANTUS. Há também pesquisadores da Universidade Leibniz de Hanover, da Universidade Humboldt de Berlim e da Universidade Johannes Gutenberg em Mainz.
Em um experimento menos sofisticado, um tipo diferente de BEK foi observado no laboratório em órbita da ISS por apenas um segundo. Em 2018, os pesquisadores por trás do experimento de Bremer especularam que o método poderia transformar 2 segundos em uma torre de queda em órbita em 17 segundos em condições ideais.
O BEK pode ser usado para diversos fins, por exemplo, como componente de um instrumento de medição ou sistema de navegação de alta precisão. Ele descreve seus experimentos e resultados em revistas especializadas.
Mais frequentemente na ciência: Pode sempre ser mais profundo, mais alto, mais ou mais quente, mas no frio podemos estar muito próximos dos limites do que podemos fazer. Porque o ponto zero absoluto de -273,2 graus Celsius ou 0 Kelvin não pode ser alcançado de acordo com as leis da mecânica quântica que conhecemos, conforme explica o Instituto Max Planck.
Só podemos chegar tão perto quanto quisermos, mas sempre há uma quantidade mínima de movimento mecânico quântico – a chamada energia do ponto zero.
