Encontradas nuvens de gases “impenetráveis” como sólidos

Gases, como todos sabemos, não oferecem muita resistência. Ou seja, se você tentar atravessar uma nuvem de gás, você não vai encontrar problema algum para passar por ela. O mesmo é válido para duas nuvens de gases que se encontram: eles passam direto uma pela outra. Físicos do Massaschusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos, porém, observaram a primeira exceção à regra: duas nuvens de gases ultra-frios que se chocam como se fossem sólidos.

Os pesquisadores tinham a intenção de usar átomos de lítio gasoso como modelo para elétrons em sistemas de fortes interações – isto é, sistemas em que partículas atômicas são propensas a colidirem umas com as outras. Eles estavam tentando estudar as circunstâncias em que os elétrons e quarks formam um determinado estado da matéria.

Em vez disso, o que eles descobriram foi um fenômeno surpreendente que poderia ajudar a explicar o comportamento dos sistemas como estrelas de nêutrons, supercondutores de alta temperatura ou a a sopa de quarks e glúons que existiu logo após o Big Bang.

Para conseguir o efeito do gás impenetrável (nomenclatura nossa, não deles), a equipe do MIT resfriou os isótopos de lítio até cerca de 50 bilionésimos de um grau Kelvin – ou um fio de cabelo antes do zero absoluto. Depois de separar o gás em duas nuvens, com um campo magnético, a equipe usou então uma armadilha de luz laser para empurrá-los um em direção ao outro. No entanto, ao invés de se difundir, como é comum (e esperado), os gases se colidiram como sólidos.

As nuvens de gás não são exatamente impenetráveis. Elas acabaram por se dispersar uma na outra, mas apenas depois de que um longo segundo se passou – um segundo é uma quantidade muito longa de tempo quando se está trabalhando em escala atômica.

A descoberta, porém, tem um potencial de investigação para além do interesse genérico (gases impenetráveis!). Limitando o gás de lítio a duas dimensões, os pesquisadores poderiam simular os elétrons em semicondutores de alta temperatura, uma tecnologia-chave para a criação de linhas de transporte de eletricidade de longo alcance – eficientes o suficiente para apoiar uma economia de energia renováveis.

A descoberta também pode ser usada para simular outros sistemas de forte interação encontrados em escalas muito maiores no cosmos, como os de estrelas de nêutrons – que são muito menores em tamanho do que o nosso sol, mas com muito mais massa. [PopSci]