Por Doug Bennett – Atualizado em 24 de março de 2022

Antecedentes:De Einstein ao Primeiro BEC

Em 1924, Satyendra Nath Bose formalizou o comportamento estatístico dos fótons, uma descoberta que Einstein estendeu em 1925 a todos os bósons – partículas com spin inteiro. Embora nas temperaturas diárias os bósons se comportem como gases comuns, Einstein previu que uma dramática transição de fase ocorreria em temperaturas próximas do zero absoluto:o condensado de Bose-Einstein (BEC).

Alcançando o Limiar Quântico

A temperatura, medida na escala Kelvin, reflete a energia cinética média dos átomos. Zero absoluto —–459°F (0K) —é o limite teórico onde o movimento atômico cessa. Na prática, os BECs são produzidos a temperaturas inferiores a 100 milionésimos de grau acima deste limite, um regime anteriormente inatingível em laboratório.

Criando o primeiro BEC

Em 1995, Eric Cornell e Carl Wieman alcançaram a demonstração histórica de um BEC ao resfriar 2.000 átomos de rubídio-87 a menos de um nanokelvin (1×10⁻⁹K). Este avanço valeu-lhes o Prémio Nobel da Física em 2001 e abriu uma nova fronteira na investigação da matéria ultrafria.

O que acontece dentro de um BEC

À medida que o gás é resfriado, os comprimentos de onda deBroglie dos átomos aumentam e eventualmente se sobrepõem. Quando isto ocorre, os átomos perdem as suas identidades individuais e fundem-se num único estado quântico – um “superátomo”. Esta onda de matéria coerente comporta-se em muitos aspectos como um laser, mas com átomos em vez de fotões.

Principais propriedades e aplicações emergentes

Dentro de um BEC, os átomos atuam como uma função de onda unificada, exibindo fenômenos quânticos macroscópicos, como superfluidez e padrões de interferência. Embora a investigação ainda esteja numa fase inicial, os cientistas antecipam aplicações que vão desde sensores de precisão à simulação quântica de sistemas complexos, potencialmente transformando a tecnologia e a nossa compreensão do universo.