William D. Phillips mudou a forma como medimos o frio. O físico norte-americano, nascido em Wilkes-Barre, na Pensilvânia, em 1948, não estudou apenas átomos. Ele os congelou. Seu trabalho usando luz laser para resfriar e capturar átomos lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física de 1997. Ele compartilhou a honra com Steven Chu e Claude Cohen-Tannoudji, que também desenvolveram métodos de resfriamento a laser e captura de átomos.
Phillips recebeu seu doutorado em física em 1976. Fez pesquisa de pós-doutorado no MIT. Então, em 1978, ingressou no National Bureau of Standards em Gaithersburg, Maryland. Esse lugar é agora o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia. Foi lá que ele conduziu a pesquisa premiada.
Ele se baseou no trabalho anterior de Chu. Phillips desenvolveu novos métodos para medir a temperatura de átomos resfriados a laser. Em 1988, algo surpreendente aconteceu. Ele descobriu que os átomos atingiam uma temperatura seis vezes inferior ao limite teórico previsto. Isso quebrou as regras como eram conhecidas na época.
Claude Cohen-Tannoudji refinou a teoria para explicar estes novos resultados. Ele e Phillips então investigaram métodos de capturar átomos resfriados a temperaturas ainda mais baixas. Seu trabalho em técnicas de resfriamento a laser fez mais do que apenas resfriar as coisas. Abriu uma porta para um novo estado da matéria.
O Condensado Bose-Einstein
Essa porta levou à primeira observação do condensado de Bose-Einstein em 1995. Os cientistas tinham previsto este estado 70 anos antes, quando Albert Einstein e Satyendra Nath Bose teorizavam sobre o assunto.
“Neste estado, os átomos são tão frios e tão lentos que, na verdade, se fundem e se comportam como uma única entidade quântica.”
Pense nisso. Os átomos geralmente saltam. Eles são distintos. Individual. No condensado, eles ficam tão frios que se fundem. Eles se comportam como uma única entidade quântica. É muito maior do que qualquer átomo individual.
Este não foi apenas um truque de laboratório. Provou que a mecânica quântica, normalmente reservada aos pequenos e rápidos, podia ser observada num estado lento, frio, quase macroscópico. As técnicas que Phillips e seus colegas refinaram tornaram possível desacelerar os átomos.
Por que isso importa hoje? Porque controlar a temperatura no nível atômico permite uma precisão incrível. Isso leva a melhores relógios atômicos. Ele permite sensores mais precisos. Ajuda-nos a compreender os blocos de construção fundamentais da realidade.
A jornada de Phillips de uma pequena cidade na Pensilvânia até o topo do mundo da física começou com uma pergunta simples: quão frio você consegue sentir? E a resposta, no fim das contas, foi mais fria do que se pensava ser possível. O laser não parou apenas os átomos. Mudou o que pensávamos que os átomos poderiam fazer.
