Zero absoluto não é zero absoluto

Term√īmetro congelado

Washington

Parece impossível, mas o zero absoluto não é a temperatura mais baixa possível: os pesquisadores de Munique conseguiram pela primeira vez congelar pessoas abaixo desse limite absoluto.

A conquista bizarra, que foi apresentado na sexta-feira, na principal revista Science, est√° cheia de v√°rias conclus√Ķes paradoxais: por exemplo, pode-se pensar que um corpo com uma temperatura abaixo de zero absoluto √© realmente mais quente que um objeto com temperatura infinita.

Além disso, temperaturas abaixo de zero absoluto permitiriam teoricamente a criação de motores térmicos com eficiência superior a 100%.

Fazendo Lord Kelvin

Para atingir essas temperaturas negativas, os pesquisadores essencialmente mantiveram os átomos de um gás estacionário à medida que aumentavam abruptamente sua energia.

A temperatura de qualquer corpo depende da intensidade com que seus átomos se movem ou, em outras palavras, da energia média de seus átomos.

Na f√≠sica, as temperaturas s√£o medidas na escala Kelvin, que foi estabelecida em meados do s√©culo XIX pelo f√≠sico brit√Ęnico Lord Kelvin. Um grau Kelvin √© igual a um grau Celsius, mas a escala Kelvin n√£o inicia na temperatura que congela na √°gua, mas no chamado zero absoluto, que √© de -273,15 graus Celsius (a temperatura de 0 graus Celsius corresponde a 273,15). graus Kelvin).

No zero absoluto, os indivíduos devem ter energia zero e permanecer completamente imóveis.

Tecnicamente, no entanto, esse nem sempre √© o caso. Na pr√°tica, os √°tomos de um material nem todos t√™m a mesma energia ao mesmo tempo. Sob condi√ß√Ķes normais, a maioria das pessoas tem energia pr√≥xima da m√©dia, mas algumas podem estar em n√≠veis mais altos de energia.

Segundo os autores do novo estudo, temperaturas abaixo de zero absoluto ocorrem quando acontece o contrário, ou seja, quando a maioria das pessoas em um material tem energia acima da média (especificamente, essas temperaturas ocorrem em materiais cujos átomos seguem uma distribuição Boltzmann invertida).

Segundo Ulrich Schneider, chefe do estudo da Universidade de Munique, temperaturas abaixo de zero absoluto podem ser consideradas como temperaturas positivas que excedem o infinito.

“O g√°s que criamos n√£o √© mais frio que zero Kelvin, pelo contr√°rio, √© mais quente. √Č ainda mais quente do que qualquer temperatura positiva: a escala de temperatura n√£o para na eternidade, mas em vez disso atinge valores negativos “, disse o pesquisador ao LiveScience.com.

Os paradoxos n√£o param por aqui. Por exemplo, em condi√ß√Ķes normais, a energia flui espontaneamente dos corpos mais quentes para os mais frios. No entanto, a energia sempre fluir√° de objetos com temperatura negativa para objetos com temperatura positiva. Nesse sentido, objetos com temperatura negativa s√£o mais quentes que objetos com temperatura acima de zero absoluto.

Pessoas suspensas

Para atingir temperaturas negativas, a equipe do Dr. Snyder colocou √°tomos de pot√°ssio em uma c√Ęmara de v√°cuo e os congelou a uma temperatura de alguns bilh√Ķes de graus acima do zero absoluto. Al√©m disso, estabilizou os indiv√≠duos em seu lugar usando campos magn√©ticos e raios laser.

Nesse estado, os indivíduos se repeliram. Uma mudança repentina no campo magnético, no entanto, atraiu-os repentinamente e eles foram jogados abruptamente em seu estado máximo de energia. O manuseio adequado dos lasers impedia que as pessoas desmoronassem umas sobre as outras, o que significa que as mantinham estacionárias à medida que a tendência de oscilação aumentava.

Esse estado de coisas, de acordo com a equipe de pesquisa, corresponde √† transi√ß√£o de um corpo de temperaturas logo acima do zero absoluto para temperaturas negativas alguns bilh√Ķes de graus Kelvin abaixo do zero absoluto.

Essas temperaturas teoricamente permitiriam a cria√ß√£o de m√°quinas t√©rmicas (m√°quinas que convertem calor em trabalho) com uma efici√™ncia superior a 100%, o que parece imposs√≠vel. Essas m√°quinas produziriam essencialmente trabalho mec√Ęnico absorvendo calor n√£o apenas dos corpos mais quentes, mas tamb√©m dos mais frios.

Na primeira fase, no entanto, √© mais prov√°vel que as temperaturas negativas atraiam cosm√≥logos, pois t√™m alguma semelhan√ßa com a chamada “energia escura”: uma for√ßa misteriosa que age contra a gravidade que for√ßa o Universo a acelerar com o aumento da velocidade.

A energia escura é semelhante a temperaturas negativas porque os átomos de um material em temperatura negativa tendem a se aproximar, como galáxias sob a influência da gravidade, mas eventualmente permanecem no local porque a temperatura negativa os impede de se aproximar. .

“Uma melhor compreens√£o da temperatura poderia nos levar a novos conhecimentos que nem imagin√°vamos”, disse o Dr. Snyder. “Quando voc√™ estuda o b√°sico com muito cuidado, nunca sabe para onde ele vai levar”, disse ele.

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