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Registro da temperatura mais baixa criada artificialmente

28.09.2021

Físicos da Alemanha conseguiram obter a temperatura mais baixa registrada na história da ciência, apenas 38 picokelvins, 38 trilionésimos de grau acima do zero absoluto. Seu experimento usou o processo de queda livre de uma nuvem de gás quântico e ligando e desligando o campo magnético para desacelerar os átomos do gás quase até uma parada completa de seu movimento térmico.

O ponto do zero absoluto, -273.15 graus Celsius, é a temperatura mais baixa que pode ser obtida de acordo com todos os cânones da termodinâmica. A tal temperatura, o movimento térmico dos átomos para completamente e esses átomos deixam de ter qualquer energia cinética, o que deve levar ao aparecimento de efeitos muito estranhos. No entanto, atingir o ponto do zero absoluto e abaixo é inatingível na prática devido ao fato de que é fisicamente impossível tirar absolutamente toda a sua energia cinética dos átomos.

No entanto, os cientistas estão constantemente tentando se aproximar do ponto do zero absoluto, há alguns anos cientistas de Harvard realizaram com sucesso a reação química "mais fria" a uma temperatura de 500 nanokelvins, 500 milionésimos de grau acima do zero absoluto. Um pouco mais tarde, experimentos foram realizados no Cold Atom Lab a bordo da Estação Espacial Internacional a uma temperatura de 100 nanokelvins.

No entanto, as temperaturas mencionadas acima são bastante altas em comparação com a última conquista dos cientistas alemães. E para obter essa temperatura, os cientistas usaram uma nuvem de 100 átomos de rubídio presos em uma armadilha magnética dentro de uma câmara de vácuo. Primeiro, uma nuvem de átomos foi resfriada a uma temperatura na qual um chamado condensado de Bose-Einstein se formou, todos cujos átomos têm uma relação quântica. Devido a essa relação, toda a nuvem de condensado se comporta como um grande átomo, o que possibilita ver a manifestação dos efeitos quânticos em escala macro.

O condensado de Bose-Einstein foi formado a uma temperatura de dois bilionésimos acima do ponto zero absoluto, mas ainda não estava frio o suficiente. O experimento foi realizado em uma Bremen Drop Tower especial, que possui uma câmara de vácuo com armadilhas magnéticas, de 120 metros de altura, na qual são realizados experimentos de queda livre. E enquanto a nuvem de condensado de Bose-Einstein caiu livremente sob a influência da gravidade, os cientistas ligaram e desligaram o magnético estritamente em pontos pré-calculados no tempo.

Quando o campo magnético foi ativado, a nuvem condensada de Bose-Einstein se contraiu um pouco. Quando o campo magnético foi desligado, a nuvem condensada se expandiu. Os momentos de ligar e desligar do campo magnético foram sincronizados de tal forma que o efeito exercido por ele levou a uma paralisação quase completa do movimento dos átomos condensados, o que significa uma diminuição efetiva da temperatura.

Durante esse experimento, os cientistas conseguiram atingir e manter uma temperatura baixa recorde por 2 segundos. No entanto, os cálculos dos modelos matemáticos criados mostraram que no espaço em condições de microgravidade ou ausência de peso a bordo do satélite, por exemplo, essa temperatura pode durar 17 segundos, o que será suficiente para realizar experimentos muito complexos.

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Espera-se que a nova tecnologia de 2 nm da IBM forneça ganhos de desempenho de 45% ou consumo de energia 75% menor em comparação com as soluções de 7 nm de ponta de hoje.

Os benefícios potenciais desses chips avançados de 2 nm podem incluir:

Aumentar a vida útil da bateria dos telefones celulares, o que permitirá que os usuários carreguem seus dispositivos apenas uma vez a cada 4 dias.
Reduzindo a pegada de carbono dos data centers, que respondem por um por cento do consumo global de energia.
Aceleração significativa das funções de computadores portáteis.

Detecção de objetos mais rápida e tempos de resposta mais rápidos em veículos autônomos.
IBM apresenta a primeira tecnologia de chip de 2 nm do mundo, que proporcionará um aumento de desempenho de 45%

A nova tecnologia de 2nm permitirá que até 50 bilhões de transistores sejam colocados em um chip do tamanho de uma unha.

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