Frio pra caramba: cientistas estão perto de atingir o zero absoluto

Segundo as leis da termodinâmica, o zero absoluto (0 Kelvin ou -273,15 graus Celsius) é impossível de ser alcançado. Porém, cientistas do Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) na Itália conseguiram algo próximo do impossível: resfriar um objeto, com massa e volume relativamente grandes, quase ao 0 K. 

O objeto em questão é um cubo de cobre com 1 metro cúbico. Ele foi congelado a ponto de chegar a uma temperatura de 6 milikelvin, ou -273,144 graus Celsius. Esse é o maior objeto, em massa e volume, a chegar tão perto do zero absoluto. 

Sorvete instantâneo 

Os pesquisadores colocaram o cubo de cobre de 400 kg dentro de um tipo de contêiner chamado criostato, que é designado para manter tudo que estiver nele em frio extremo — pense em uma supergeladeira que pode fazer até sopa quente virar sorvete em segundos. 

Essa “supergeladeira” foi construída especialmente para esse experimento. Ela é a primeira que consegue deixar um objeto tão perto do zero absoluto. “A principal dificuldade desse projeto era o desafio tecnológico do criostato. Passamos dez anos para desenvolver e testar um sistema que conseguisse fazer isso”, informa Carlos Bucci, pesquisador do INFN. 

Parte de algo maior

Apenas congelar um objeto e atingir o zero absoluto não é o principal objetivo da pesquisa — a construção do criostato é apenas o primeiro passo. Ele será usado para agir como um detector de partículas. O verdadeiro experimento está sendo realizado no laboratório subterrâneo da INFN, em Gran Sasso, uma montanha localizada na região de Abruzzo, na Itália.

O experimento se chama Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (CUORE, que coincidentemente, ou não, significa coração em italiano). Bucci e sua equipe acreditam que o CUORE vai revelar mais informações sobre as partículas subatômicas chamadas neutrinos e o porquê de existir muito mais matéria do que antimatéria no universo. 

Mas espera um pouco, o que o frio tem a ver com a antimatéria?

Os pesquisadores querem observar um fenômeno raro quando os antineutrinos se transformam em neutrinos comuns, pois sabendo como eles fazem isso eles poderão explicar por que existe mais matéria do que antimatéria. Além disso, o experimento poderá revelar a exata massa dessas partículas, algo que cientistas do mundo inteiro vêm tentando calcular há anos.

A questão é: para poder estudar o fenômeno, a temperatura do ambiente deve estar a cerca de 10 milikevins. Daí entra a parte do criostato, uma vez que ele é quem poderá tornar isso possível. Depois que ele for adaptado para essa experiência, seu interior será revestido com centenas de cristais que podem detectar neutrinos através de mudanças de radiação e temperatura, dando a Bucci e sua equipe uma chance de observar o evento.