p Este Verão, uma caixa do tamanho de uma caixa de gelo voará para a Estação Espacial Internacional, onde criará o lugar mais legal do universo. p Dentro dessa caixa, lasers, uma câmara de vácuo e uma "faca" eletromagnética serão usadas para cancelar a energia das partículas de gás, desacelerando-os até que estejam quase imóveis. Este conjunto de instrumentos é denominado Cold Atom Laboratory (CAL), e foi desenvolvido pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. CAL está nos estágios finais de montagem no JPL, antes de uma viagem ao espaço em agosto no SpaceX CRS-12.

p Seus instrumentos são projetados para congelar átomos de gás a um mero bilionésimo de grau acima do zero absoluto. Isso é mais de 100 milhões de vezes mais frio do que as profundezas do espaço.

p "O estudo desses átomos hiperfrios pode remodelar nossa compreensão da matéria e da natureza fundamental da gravidade, "disse o cientista do projeto CAL, Robert Thompson, do JPL." Os experimentos que faremos com o Cold Atom Lab nos darão uma visão sobre a gravidade e a energia escura - algumas das forças mais difundidas no universo. "

p Quando os átomos são resfriados a temperaturas extremas, como eles estarão dentro da CAL, eles podem formar um estado distinto da matéria conhecido como condensado de Bose-Einstein. Neste estado, as regras familiares da física retrocedem e a física quântica começa a assumir o controle. A matéria pode ser observada comportando-se menos como partículas e mais como ondas. Fileiras de átomos se movem em conjunto como se estivessem montando um tecido em movimento. Essas formas de onda misteriosas nunca foram vistas em temperaturas tão baixas quanto o CAL irá atingir.

p A NASA nunca antes criou ou observou condensados ​​de Bose-Einstein no espaço. Na terra, a atração da gravidade faz com que os átomos se fixem continuamente em direção ao solo, o que significa que eles são normalmente observáveis ​​apenas por frações de segundo.

p Mas na Estação Espacial Internacional, átomos ultrafrios podem manter suas formas ondulatórias por mais tempo em queda livre. Isso oferece aos cientistas uma janela mais longa para compreender a física em seu nível mais básico. Thompson estimou que o CAL permitirá que os condensados ​​de Bose-Einstein sejam observáveis ​​por até cinco a 10 segundos; o desenvolvimento futuro das tecnologias usadas na CAL pode permitir que durem centenas de segundos.

p Os condensados ​​de Bose-Einstein são um "superfluido" - um tipo de fluido com viscosidade zero, onde os átomos se movem sem atrito, como se fossem todos um, substância sólida.

p "Se você tivesse água superfluida e girasse em um copo, giraria para sempre, "disse Anita Sengupta do JPL, Gerente de projeto Cold Atom Lab. "Não há viscosidade para desacelerar e dissipar a energia cinética. Se pudermos entender melhor a física dos superfluidos, podemos aprender a usá-los para uma transferência mais eficiente de energia. "

p Cinco equipes científicas planejam conduzir experimentos usando o Laboratório Cold Atom. Entre eles está Eric Cornell, da Universidade do Colorado, Boulder e o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia. Cornell é um dos vencedores do Prêmio Nobel que criou os condensados ​​de Bose-Einstein em um ambiente de laboratório em 1995.

p Os resultados desses experimentos podem levar a uma série de tecnologias aprimoradas, incluindo sensores, computadores quânticos e relógios atômicos usados ​​na navegação de espaçonaves.

p Especialmente empolgantes são os aplicativos relacionados à detecção de energia escura, disse Kamal Oudrhiri do JPL, o vice-gerente de projeto do CAL. Ele observou que os modelos atuais de cosmologia dividem o universo em cerca de 27 por cento de matéria escura, 68% de energia escura e cerca de 5% de matéria comum.

p "Isso significa que mesmo com todas as nossas tecnologias atuais, ainda estamos cegos para 95 por cento do universo, "Oudrhiri disse." Como uma nova lente no primeiro telescópio de Galileu, os átomos frios ultrassensíveis no Cold Atom Lab têm o potencial de desvendar muitos mistérios além das fronteiras da física conhecida. "

p O Cold Atom Lab está atualmente passando por uma fase de testes que irá prepará-lo antes da entrega ao Cabo Canaveral, Flórida.

p "Os testes que faremos nos próximos meses no terreno são essenciais para garantir que possamos operar e ajustá-lo remotamente enquanto estiver no espaço, e, finalmente, aprender com este rico sistema de física atômica nos próximos anos, "disse Dave Aveline, a liderança do banco de testes no JPL.