Estados estяaиhos da matéria: Condensados de Bose-Einstein
Como se fabrica um condensado de Bose-Einstein (parte 3)
A temperatura de 100 µK é demasiado elevada para ocorrer a condensação de Bose-Einstein, mas usando raios laser não se consegue baixar mais a temperatura do sistema, devido à velocidade de recuo não nula dos átomos. Um laser com frequência mais baixa (fotões com menor energia e velocidades de recuo mais baixas) também não resolve o problema, pois já se usou a frequência de ressonância atómica mais baixa.
O passo em frente foi dado por Cornell e Wieman com uma ideia genialmente simples. Para começar, se os raios laser não arrefecem mais, desligam-se os raios laser! A seguir aplica-se um campo magnético forte (aumentando a intensidade da corrente eléctrica que atravessa as bobinas) para que a nuvem de átomos não escape. O segundo passo é possível porque os átomos de 87Rb são pequenos ímans (têm spin não nulo). O confinamento pelo campo magnético é ilustrado no applet.
Agora que a nuvem de átomos está aprisionada, a ideia consiste em deixar
arrefecê-la por evaporação, deixando sair os átomos mais rápidos. O processo é
análogo ao do arrefecimento de uma chávena de café: O café arrefece porque o
processo de evaporação retira as moléculas mais quentes (rápidas) e deixa as
mais frias (lentas) na chávena. Para deixar sair os átomos mais rápidos
reduz-se lentamente o campo magnético. O processo pode ser visualizado no
applet baixando lentamente a intensidade do campo magnético (Trap Height), até se
observar a formação do condensado de Bose-Einstein. (Pode fazer batota, parando
o applet (
), removendo com o rato os átomos mais
quentes, pondo-o a funcionar de novo (
) e repetindo o processo
... experimentalmente esta batota é proibida, sabe porquê?).
Usando esta sequência de passos, Cornell e Wieman conseguiram reduzir a velocidade dos átomos do gás, inicialmente milhares de kilometros por hora, a uns escassos centímetros por segundo, sensivelmente a velocidade das pequenas esferas do applet anterior e atingiram a temperatura de 50 nK.
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