quarta-feira, março 01, 2006

O quinto estado da matéria...

Por volta de 1920, Satyendra Nath Bose estava a estudar a nova ideia (na altura) de que a luz era composta por partículas (fotões). Ele assumiu algumas regras de modo a poder poder dividir os fotões em dois tipos diferentes. Bose era um cientista pouco conceituado, e estava a ter dificuldades em ver o seu trabalho publicado em revistas científicas, por isso enviou os seus trabalhos a Einstein, que usou a sua influencia para os fazer publicar. Mas fez mais do que isso. Einstein supôs que as regras que Bose aplicava aos fotões também se deveriam aplicar aos átomos de um qualquer gás. O que ele descobriu foi que as regras se aplicavam, excepto quando o gás se encontrava a muito baixas temperaturas. Se o gás fosse arrefecido o suficiente, segundo as equações, algo de muito estranho era suposto acontecer.
As suas previsões não estavam completamente correctas, pois nem todos os tipos de átomos seguem as regras de Bose (também chamadas de estatísticas de Bose, ou estatísticas de Bose-Einstein), para aqueles que as seguem, o fenómeno previsto por Einstein acontece. Às partículas que se regem por essas regras chamam-se Bosões, as que não seguem essas regras chamam-se Fermiões. O que as equações de Einstein prediziam era que a temperaturas normais os átomos deveriam estar em vários níveis energéticos, contudo, a temperaturas muito baixas a maioria dos átomos desce até ao nível mais baixo de energia, ocupando todos o mesmo espaço. A este fenómeno chama-se condensação de Bose-Einstein. O que Einstein não percebeu foi que os átomos neste estado são indistintos. Não se podem distinguir de forma alguma, o que vai contra tudo o que se tinha visto (e contra tudo o que vemos no nosso dia-a-dia - a cadeira onde nos sentamos é composta por átomos, mas cada um ocupa o seu lugar no espaço). Os átomos perdem a sua identidade, e o aglomerado comporta-se como se se tratasse de uma única partícula.
Para se conseguir um Condensado do Bose-Einstein (CBE), os átomos têm de ser arrefecidos a temperaturas da ordem de um milionésimo de grau acima do zero absoluto (0.000,000,001ºK). Foi por isso que o primeiro CBE só foi criado em 1995 pelos físicos Eric Cornell e Carl Wieman (prémios Nobel da Física em 2001). O resultado dessa experiência foi publicado na edição de julho de 1995 da revista Science.

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