O incrível feito foi obtido durante investigação das propriedades quânticas do chamado quinto estado da matéria, o condensado de Bose-Einstein (BEC), uma propriedade do gás que existe apenas em condições ultra-frias. Nesta fase, a própria matéria começa a se comportar como um único grande átomo, tornando-se um assunto especialmente atraente para físicos quânticos que estão interessados na mecânica das partículas subatômicas.
A temperatura é uma medida da vibração molecular - quanto mais rápido um conjunto de moléculas se movimentam, mais alta é a temperatura coletiva. O zero absoluto, então, é o ponto em que todo o movimento molecular cessa e isso acontece quando a matéria atinge 273,15 graus Celsius negativos.
Uma pesquisa publicada em 2017 na revista Nature Physics demonstrou, por exemplo, que perto dessa temperatura a luz se torna uma espécie de líquido e pode ser literalmente despejada em um recipiente. Outro estudo, publicado na revista Nature Communications afirmou que nesta temperatura extrema o gás hélio deixa de sofrer atrito. Pesquisas realizadas no Cold Atom Lab, da NASA, registraram átomos existindo em dois lugares ao mesmo tempo.
No experimento recorde de temperatura, publicado na revista Physical Review Letters, os cientistas alemães capturaram uma nuvem de cerca de 100 mil átomos de rubídio gasoso em um campo magnético dentro de uma câmara de vácuo. Em seguida, eles resfriaram a câmara até cerca de 2 bilionésimos de grau Celsius acima do zero absoluto, o que já seria um recorde mundial.
No entanto, essa temperatura ainda não era suficientemente baixa para os cientistas, que queriam ultrapassar os limites da física. Assim, para ficar ainda mais frio eles precisavam imitar as condições do espaço profundo e para isso a equipe levou o experimento para a torre de lançamento do Centro de Pesquisa de microgravidade, na Universidade de Bremen, na Alemanha.
Na base de lançamento, ligada À Agência espacial europeia, os cientistas colocaram em queda livre de mais de 120 metros, a câmara de vácuo que continha o experimento, ao mesmo tempo em que um campo magnético intenso era ligado e desligado muito rapidamente. Ao fazer isso, o condensado de Bose-Einstein flutuou sem ser inibido pela gravidade, o que reduziu o movimento molecular dos átomos de rubídio até quase nada.
De acordo com os pesquisadores, O BEC resultante atingiu 38 pico kelvins (38 trilionésimos de Kelvin) por cerca de 2 segundos, estabelecendo um novo recorde absoluto negativo. O recorde anterior era de 36 milionésimos de Kelvin e foi alcançado por cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) em Boulder, Colorado, através de lasers especializados.
De acordo com os pesquisadores, teoricamente seria possível sustentar essa mesma temperatura por até 17 segundos em condições verdadeiramente sem peso, como no espaço.
O lugar natural mais frio conhecido no universo é a nebulosa Boomerang, que fica na constelação Centaurus, a cerca de 5 mil anos-luz da Terra. Sua temperatura média é estimada em -272ºC (cerca de 1 Kelvin), de acordo com a Agência Espacial Europeia.
As temperaturas extremamente baixas são pesquisadas há muito tempo e podem um dia ajudar os cientistas a construir computadores quânticos melhores e mais rápidos.