Uma nova atualização do Laboratório Quântico da Estação Espacial Internacional (ISS) está permitindo que a NASA investigue o comportamento dos átomos mais do que nunca, anunciou a agência espacial.
Combinando o recém-atualizado “Laboratório de Átomos Frios” da ISS com a órbita terrestre de gravidade próxima de zero, os cientistas estão tentando compreender as propriedades dos chamados átomos “ultrafrios” em um ambiente impossível de replicar na Terra. O objetivo da missão é estudar como nuvens de átomos se comportam em temperaturas próximas zero absoluto (menos 459,67 graus Fahrenheit ou menos 273,15 graus Celsius) – a temperatura mais fria possível no universo, na qual os átomos perdem toda a sua energia de movimento.
“Nas temperaturas mais frias, a matéria se comporta de maneira completamente diferente daquela que vivenciamos”. Jason Williamscientista do projeto no Cold Atom Lab do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, que construiu a instalação, disse em um comunicado. “A natureza ondulatória da matéria domina, e a matéria ultrafria pode comportar-se de maneiras que não são apenas imprevisíveis, mas também permitem medições muito precisas de tempo, gravidade e movimento. O laboratório possui uma riqueza de ferramentas – especialmente com esta última atualização – para sondar a natureza do nosso universo.”
Mas estes comportamentos são notoriamente difíceis de observar. Primeiro, os átomos são tão pequenos que, se um átomo fosse do tamanho de uma bola de golfe, um ser humano teria a mesma altura que a distância da Terra à Lua se alguém deixasse cair uma. Em segundo lugar, para átomos num ambiente “normal” (como a Terra), é impossível distinguir estes comportamentos, porque o comportamento quântico desejado é perturbado pela energia do calor e da gravidade.
Para superar estes desafios, o Laboratório Cold Atom da ISS – que tem o tamanho de um minifrigorífico – utiliza lasers para arrefecer os gases rubídio e potássio até perto de zero. A esta temperatura, os átomos formam um estado da matéria conhecido como condensado de Bose-Einstein, no qual muitos átomos se comportam como ondas únicas de matéria quântica.
Esta configuração não só permite aos cientistas observar comportamentos quânticos em escalas muito maiores do que os átomos individuais, mas a gravidade reduzida permite que ondas de matéria condensada se propaguem e se desenvolvam continuamente durante o maior tempo possível na Terra.
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É a quarta grande atualização do Laboratório Cold Atom da NASA desde que chegou à ISS em 2018. De acordo com a NASA, melhorias significativas nesta última atualização incluem nuvens atômicas, fontes atômicas aprimoradas e uma armadilha magnética redesenhada para melhores capacidades de medição.
Os cientistas lançaram estas atualizações na ISS em abril de 2026 e, desde então, foram instaladas, lançadas e começaram a fazer medições sofisticadas. Além de permitir novos experimentos em física fundamental, as medições desses efeitos são essenciais para demonstrar tecnologias quânticas altamente precisas relacionadas ao futuro, baseado no espaço, localização, navegação, tempo e detecção de gravidade. Um dia, essas tecnologias permitirão que os astronautas naveguem na lua Sem GPS e produzir mapas de alta precisão da gravidade da Terra.
“No século anterior, houve uma revolução quântica que levou ao surgimento de lasers, celulares e ressonâncias magnéticas para imagens médicas”, Ethan ElliottO cientista do subprojeto do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA na Califórnia disse em um comunicado. “Estamos realizando o quantum 2.0 – a manipulação direta de grandes estados quânticos – e esperamos obter ganhos semelhantes na tecnologia quântica ao levar esta ciência para a órbita.”
