No universo existem coisas quentes, a temperatura média de Vênus pode atingir 400°C. Também existem coisas absurdamente quentes, o núcleo do sol pode passar dos quinze milhões de graus. Mas qual a menor temperatura do universo? É possível atingir a temperatura de zero absoluto?

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Antes de falarmo s de frio vamos entender um pouco o conceito de calor.  Frequentemente, pensamos na temperatura como uma medida de quão quente ou frio algo está, mas, em essência, ela é um indicativo da energia ou vibração das partículas em um sistema. Quando os objetos são aquecidos, suas partículas absorvem mais energia, permitindo que vibrem mais intensamente.

Alcançar o zero absoluto, a temperatura teórica mais baixa estabelecida pelos cientistas em menos 273,15 graus Celsius, permanece como um obstáculo a ser vencido na física experimental. Essa temperatura, mais fria que o espaço sideral, representa o ponto teórico em que todas as partículas dentro de um objeto cessariam completamente seus movimentos. Embora, até o momento, nenhum objeto conhecido tenha atingido essa temperatura extrema, a indagação persiste: é realmente possível alcançar esse marco gélido?

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Imagem: Anusorn Nakdee/Shutterstock

Os esforços para se aproximar do zero absoluto tiveram início na década de 1990, com experimentos ultra gelados utilizando a técnica de resfriamento a laser. Essa abordagem exerce uma força sobre os átomos, desacelerando-os para temperaturas em torno de 1 kelvin(-272,15 graus Celsius). Embora tenham sido alcançadas temperaturas extremamente baixas, para observar efeitos quânticos em gases, condições ainda mais frias na faixa de dezenas de nano-kelvin se fazem necessárias.

Em 2021, uma equipe alemã alcançou a temperatura mais baixa registrada em laboratório, utilizando o resfriamento com armadilha magnética. Essa técnica envolveu a queda controlada de átomos de gás por uma torre de 120 metros, alcançando 38 picokelvin, 38 trilionésimos de grau acima de -273,15 uma temperatura bastante próxima ao zero absoluto.

Os experimentos com o zero absoluto são conduzidos principalmente para explorar fenômenos físicos únicos e observar comportamentos extraordinários da matéria em condições extremas de temperatura. O zero absoluto, oferece um ponto de referência crucial para investigar as propriedades fundamentais da matéria. Ao se aproximar dessas temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto, os cientistas podem observar fenômenos quânticos notáveis, como superfluidez, supercondutividade e condensação atômica ultra gelada.

(Imagem: Vitória Lopes Gomez via DALL-E)

Esses estados da matéria ocorrem devido à desaceleração significativa das partículas, destacando efeitos quânticos sutis que não são observáveis em temperaturas normais. Além disso, experimentos com o zero absoluto fornecem insights valiosos para o desenvolvimento de tecnologias avançadas, como a criação de materiais supercondutores e a construção de dispositivos quânticos, ampliando nosso entendimento sobre as propriedades fundamentais da natureza em condições extremas.

Porém, as buscas pelo zero absoluto enfrentam um problema técnico. Com os instrumentos de medição atuais, é extremamente difícil diferenciar, por exemplo, os 38 pico Kelvin do zero absoluto. Técnicas de medição precisas capazes de capturar uma temperatura infinitamente pequena estão além de nossas capacidades atuais, levantando dúvidas sobre a possibilidade de reconhecer verdadeiramente a realização do zero absoluto, mesmo que seja alcançado.