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O quinto estado da matéria ainda é bastante debatido na ciência, mas alguns estudiosos afirmam que é o chamado condensado de Bose-Einstein
O quinto estado da matéria é chamado de condensado de Bose-Einstein. Esse estado foi criado pelo ser humano, e é um grupo de átomos resfriados até atingirem completamente a temperatura zero em graus Kelvin (equivalente a -273,15 °C). Os responsáveis pela criação e o cálculo do condensado de Bose- Einstein foram os cientistas Satyendra Nath Bose e Albert Einstein.
Quando o quinto estado da matéria chega a uma temperatura onde os átomos não conseguem se mexer direito entre si, eles começam a ter quase nenhuma energia. Neste ponto, os átomos do quinto estado da matéria começam a se acumular e entrar nos mesmos estados de energia.
A partir daí, de um ponto de vista físico, eles começam a ter a aparência idêntica e o grupo todo de átomos condensados começa a agir como um único átomo gigante. Apesar de ser considerado o quinto estado da matéria por muitos cientistas, o condensado de Bose-Einstein não é um estado natural e só existe com intervenção humana.
Criação do quinto estado da matéria
Para a criação do quinto estado da matéria, o condensado de Bose-Einstein, é preciso começar com uma nuvem de gás difuso. A maioria das experiências usam átomos de rubídio. Depois de ter esses átomos, é preciso resfriá-los com lasers, usando os feixes para tirar a energia deles.
Assim que eles ficam resfriados, os cientistas usam o resfriamento evaporativo. A partir deste ponto, os átomos caem no mesmo estado quântico, e não podem ser distinguidos um do outro. A essa altura, eles começam a obedecer as chamadas estatísticas Bose-Einstein, normalmente aplicadas em partículas que não se distinguem, como os fótons.
Descoberta e teoria do condensado de Bose-Einstein
O quinto estado da matéria foi teorizado primeiramente pelo cientista Satyendra Nath Bose (1894-1974). Bose também foi responsável por descobrir a partícula subatômica que foi nomeada em sua homenagem, o boson.
Enquanto trabalhava com mecânica quântica, Bose enviou algumas de suas ideias para Albert Einstein. O cientista alemão pensou que essas ideias eram importantes o suficiente para serem publicadas, e assim o fez. Para Einstein, a matemática de Bose podia ser aplicada a átomos, e futuramente seria chamada de estatística de Bose-Einstein.
A descoberta dos dois foi a de que cada átomo precisa ter um tipo certo de energia. Na verdade, um dos fundamentos da mecânica quântica é que a energia de um átomo, ou outra partícula subatômica, não pode ser arbitrária. Esse é um dos motivos pelos quais o condensado de Bose-Einstein tem átomos que agem como superátomos.
O quinto estado da matéria, teorizado por Bose e Einstein, quebra a regra que diz que os átomos não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. Afinal, todos os átomos que formam o condensado de Bose-Einstein se unem em um único e grande átomo.
Apesar da teoria do quinto estado da matéria já existir muitos anos antes, foi apenas em 1995 que conseguiram produzir um condensado de Bose-Einstein pela primeira vez. O quinto estado da matéria foi produzido por Eric A.Cornell e Carl E. Wieman, dentro do Joint Institute for Lab Astrophysics (JILA) em Boulder, Colorado, e Wolfgang Ketterle, do Massachusetts Institute of Technology.
Em 2018, foi criado o primeiro condensado de Bose-Einstein no espaço. O experimento foi feito na Estação Espacial Internacional, onde cientistas resfriaram uma nuvem de átomos de rubídio até uma temperatura de zero graus Kelvin (equivalente a -273,15 °C). Atualmente, esse experimento é o objeto mais frio já conhecido no espaço.
Estados da matéria
O quinto estado da matéria faz parte de um grupo de matérias que estão presentes no Universo e que o ser humano tem conhecimento. Ao todo, são considerados apenas quatro estados principais da matéria, que são estados naturais – ou seja, não são criados apenas pela humanidade.
Os estados da matéria mais conhecidos são o sólido, o líquido e o gasoso. Para entender melhor como funciona a mudança de estados da matéria, confira o artigo “Mudança de fase: o que é esse processo na física?”.
No entanto, existe um quarto estado chamado de plasma. O plasma não é um estado da matéria comum na Terra, mas pode ser encontrado em grande quantidade em outros lugares do Universo.
Isso porque as estrelas são, essencialmente, grandes bolas quentes de plasma. Esse estado da matéria consiste em partículas carregadas de altos níveis de energia cinética. Os gases nobres, como hélio, néon, argon, crípton, xénon e rádon, são comumente usados para a criação do estado de plasma, usando eletricidade para o ionizar.
Novos estados de matéria e pesquisas
O condensado de Bose-Einstein é considerado o quinto estado da matéria por muitos cientistas. No entanto, alguns estudiosos ainda têm pesquisado mais a respeito de outros estados de matéria. Isso faz com que mais de um seja chamado de quinto estado da matéria. Afinal, os principais são apenas o plasma, o sólido, o líquido e o gasoso.
A denominação de qual é o quinto, o sexto ou o sétimo estado da matéria não é o mais importante. A questão que chama mais atenção é a descoberta de novos estados por cientistas. Como a pesquisa publicada na revista PNAS, que descobriu que existe um estado entre o líquido e o sólido em que o vidro se torna um tipo de plasma.
Além desse estudo, existem pesquisas do físico Dr. Melvin Vopson que tentam provar que a informação é o quinto estado da matéria. Para o estudioso, cada objeto existente no Universo guarda algum tipo de informação sobre si mesmo, assim como o ser humano tem o DNA.
Desta forma, o físico pretende provar que o quinto estado da matéria seria nada mais do que a informação armazenada por esses objetos. Segundo os estudos, essa ideia não contradiz a mecânica quântica, a termodinâmica ou a mecânica clássica. No entanto, complementa a física com algo novo.
