Avanço quântico alcançado no lugar mais legal da estação espacial
Escondido em um canto da Estação Espacial Internacional está uma instalação muito legal: o Cold Atom Lab , onde os átomos podem ser resfriados até 459 graus Fahrenheit negativos (273 graus Celsius negativos). Quase no zero absoluto, os átomos quase param de vibrar e podem atingir um estado denominado condensado de Bose-Einstein. Isto permite aos investigadores testar teorias sobre os átomos e as suas interações – e agora, podem usar estes átomos ultrafrios para detetar mudanças no ambiente que os rodeia.
A pesquisa emprega uma ferramenta quântica chamada interferômetro atômico, que usa átomos para medir forças como a gravidade. Embora essas ferramentas também existam na Terra, na superfície do planeta é preciso lidar com a gravidade da Terra, o que torna os instrumentos menos sensíveis. No ambiente de microgravidade do espaço, os átomos podem ser medidos por mais tempo e de uma maneira muito mais precisa, e os pesquisadores puderam usar o instrumento para detectar as vibrações da estação espacial.
“Alcançar esse marco foi incrivelmente desafiador e nosso sucesso nem sempre foi garantido”, disse o cientista do projeto Cold Atom Lab, Jason Williams, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em um comunicado . “Foi preciso dedicação e senso de aventura da equipe para que isso acontecesse.”
Agora que a equipe demonstrou o uso da interferometria atômica no espaço, a tecnologia poderá ser usada para todos os tipos de aplicações futuras. Eles vão desde o teste de modelos teóricos até o rastreamento do movimento da água na Terra, e podem ser usados em experimentos para ajudar a elucidar tópicos como a matéria escura e a energia escura.
“A interferometria atômica também poderia ser usada para testar a teoria da relatividade geral de Einstein de novas maneiras”, disse o pesquisador principal Cass Sackett, da Universidade da Virgínia. “Esta é a teoria básica que explica a estrutura em grande escala do nosso universo, e sabemos que há aspectos da teoria que não entendemos corretamente. Esta tecnologia pode ajudar-nos a preencher essas lacunas e dar-nos uma imagem mais completa da realidade que vivemos.”
Espera-se que a tecnologia também tenha aplicações práticas, como a melhoria da navegação de aeronaves e navios. “Espero que a interferometria atômica baseada no espaço leve a novas descobertas emocionantes e a tecnologias quânticas fantásticas que impactam a vida cotidiana e nos transportem para um futuro quântico”, disse o pesquisador Nick Bigelow, da Universidade de Rochester.
A pesquisa é publicada na revista Nature Communications.
