Investigadores chineses atingiram uma temperatura equivalente de apenas 9,7 picokelvin numa experiência realizada no espaço. Este resultado aproxima-nos de um limite fascinante da Física: o zero absoluto. Mas como surgiu a ideia de que existe uma temperatura mínima? E porque começa a escala Kelvin em zero?
Um novo recorde de temperatura no espaço
Em novembro de 2026, uma equipa chinesa anunciou um recorde para gases atómicos ultrafrios produzidos no espaço. O resultado, publicado em Science a 5 de novembro, foi obtido na estação espacial Tiangong: uma temperatura equivalente de 9,7 picokelvin (pK), associada à expansão de uma nuvem de cerca de 20 mil átomos de rubídio [1, 2].
Um picokelvin é uma milionésima de milionésima parte de um kelvin:
Importante: não foi a estação espacial inteira que atingiu esta temperatura. O valor caracteriza o movimento extremamente lento de expansão da nuvem atómica e é apresentado pelos investigadores como uma temperatura equivalente. O resultado experimental também tem incerteza de medição [1].
O que é o zero absoluto?
O zero absoluto corresponde a 0 K, ou exatamente −273,15 °C. É o limite inferior da temperatura termodinâmica [3].
À medida que um sistema arrefece, a agitação térmica das suas partículas tende a diminuir. Num gás ideal, por exemplo, a temperatura está relacionada com a energia cinética média de translação das partículas. No entanto, a Física Quântica mostra que mesmo no zero absoluto pode existir movimento de ponto zero: não é correto dizer que tudo ficaria completamente imóvel [3].
A terceira lei da Termodinâmica estabelece que não é possível atingir exatamente o zero absoluto através de um número finito de processos de arrefecimento.
Como surgiu a ideia de uma temperatura mínima?
Os primeiros termómetros dependiam de propriedades de substâncias, como a expansão de líquidos. Os cientistas começaram depois a estudar como a pressão e o volume dos gases variavam com a temperatura. Nos séculos XVIII e XIX, trabalhos de vários investigadores ajudaram a estabelecer a possibilidade de um limite inferior da temperatura [4].
Num modelo de gás ideal, mantendo a pressão constante, o volume é proporcional à temperatura absoluta. Se representarmos o volume em função da temperatura em graus Celsius e prolongarmos a reta até volume nulo, a interseção ocorre a −273,15 °C.
Este raciocínio foi importante historicamente, mas exige um cuidado: os gases reais não continuam a obedecer ao modelo ideal até 0 K. Antes disso, podem ocorrer mudanças de estado físico. Por isso, a extrapolação é uma ferramenta conceptual e não uma previsão de que um gás real possa chegar a volume zero.
Quem foi Lord Kelvin e quando surgiu a escala Kelvin?
William Thomson (1824–1907), mais conhecido como Lord Kelvin, foi um físico e matemático britânico que contribuiu decisivamente para a Termodinâmica. Em 1848, publicou On an Absolute Thermometric Scale, propondo uma escala independente da substância usada no termómetro. Estimou então o zero absoluto em cerca de −273 °C [4].
A unidade de temperatura termodinâmica do Sistema Internacional recebeu o nome kelvin, símbolo K. Não se escreve «graus Kelvin» nem «°K»: o correto é, por exemplo, 300 K [3].
Como converter graus Celsius em kelvin?
Os intervalos das duas escalas são iguais: uma variação de 1 °C corresponde a uma variação de 1 K. O que muda é a posição do zero.
Por exemplo, para 25 °C:
Para converter kelvin em graus Celsius, usa-se a relação inversa:
Como conseguiram os cientistas aproximar-se tanto do zero absoluto?
Os investigadores prepararam um condensado de Bose-Einstein, um estado quântico em que muitos átomos partilham um mesmo estado quântico. Usaram armadilhas óticas e técnicas sucessivas de arrefecimento para reduzir drasticamente a energia associada ao movimento dos átomos [1, 2].
A microgravidade da estação Tiangong permitiu observar a expansão da nuvem atómica durante 7 segundos, muito mais do que é normalmente possível em experiências equivalentes na Terra. Com isso, obtiveram a temperatura equivalente de 9,7 pK, com incerteza experimental, ultrapassando o anterior valor de referência de 38 pK descrito no estudo [1].
A investigação pode apoiar o desenvolvimento de sensores e interferómetros atómicos mais precisos e o estudo de fenómenos fundamentais da Física Quântica.
O essencial: os cientistas não atingiram o zero absoluto. Aproximaram-se extraordinariamente desse limite, mostrando como um conceito desenvolvido no século XIX continua a orientar experiências na fronteira da Física atual.
Perguntas frequentes sobre o zero absoluto e a escala Kelvin
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Fontes e referências
- Xiong, W. et al. (2026). Quantum gases below 10 picokelvin in space. Science. DOI: 10.1126/science.aea5324. Publicado em 5 de novembro de 2026.
- Chinese Academy of Sciences (6 de novembro de 2026). China’s Space Station Sets New Atomic Cooling Record. Consultar artigo.
- National Institute of Standards and Technology (NIST). Kelvin: Introduction. Consultar fonte.
- National Institute of Standards and Technology (NIST). Kelvin: History. Consultar fonte.
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