Foi em meados da década de 1950, enquanto fazia um estágio na Universidade de Cambridge, na Inglaterra, que o Dr. Kleppner descobriu algo surpreendente: era possível, disse-lhe um tutor, construir um relógio com precisão suficiente para detectar os efeitos da gravidade no tempo. Curioso, ele foi em busca de mais informações e leu o livro de Norman Foster Ramsey (1915 — 2011), “Momentos Nucleares”, de 1953.

Após a bolsa, ele fez pós-graduação na Universidade Harvard, onde descobriu que o Dr. Ramsey fazia parte do corpo docente. Candidatou-se imediatamente ao grupo de pesquisa do Dr. Ramsey e foi aceito.

O Dr. Ramsey acabaria por compartilhar o Prêmio Nobel de Física de 1989 por pesquisas realizadas na década de 1940, quando descobriu uma maneira de medir as frequências da radiação eletromagnética absorvida por átomos e moléculas. Sua técnica experimental lançou as bases para a ressonância magnética nuclear, precursora da tecnologia de ressonância magnética usada na medicina hoje.

Os átomos de cada elemento vibram em uma frequência única, como o canto característico de um pássaro. O trabalho do Dr. Ramsey possibilitou aos cientistas construir o que é conhecido como relógio atômico — um dispositivo que mede essas vibrações, usando as informações para manter um tempo incrivelmente preciso. (A medida oficial de um segundo, por exemplo, é 9.192.631.770 oscilações de um átomo de césio.)

O primeiro relógio atômico foi construído em 1954 por Jerrold R. Zacharias (1905 – 1986), físico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Quando o Dr. Kleppner ingressou no laboratório do Dr. Ramsey, teve uma ideia de como melhorar sua precisão.

A chave, ele acreditava, era observar os átomos pelo maior tempo possível; quanto mais tempo suas oscilações pudessem ser rastreadas, mais preciso seria o relógio. O Dr. Ramsey sugeriu confiná-los em algum tipo de recipiente, em vez de deixá-los voar livremente. Essa ideia serviu de base para as contribuições inovadoras do Dr. Kleppner.

Em uma entrevista de 2011 para o projeto de história InfiniteMIT, o Dr. Kleppner explicou a ideia.

“À primeira vista, isso soa meio maluco”, disse ele, “que, com este átomo, você esteja tentando observar sua frequência com altíssima precisão. Você tem que tratá-los com muita delicadeza e deixá-los bater nas paredes e chacoalhar. É como tentar assistir a um despertador batendo-o para frente e para trás. Mas acontece que, para o átomo de hidrogênio, isso pode funcionar, e essa foi a ideia que perseguimos.”

Após obter seu doutorado em 1959, o Dr. Kleppner foi nomeado professor assistente em Harvard. Permaneceu lá até 1966, quando, após não conseguir estabilidade, mudou-se de Cambridge, Massachusetts, para o MIT, onde permaneceu até sua aposentadoria em 2003. Ele morava em Belmont, Massachusetts.

Em meados da década de 1970, o Dr. Kleppner se interessou em tentar produzir um estado raro da matéria chamado condensação de Bose-Einstein, cuja existência foi prevista pelos cientistas que lhe deram o nome.

Se os elétrons nos átomos tiverem a mesma orientação, ou spin, os átomos não podem formar moléculas — eles ricocheteiam uns nos outros em vez de se ligarem. Mas Bose e Einstein teorizaram que, se os átomos fossem resfriados a temperaturas extremamente baixas e comprimidos, entrariam em seu estado de menor energia e passariam pelo que é chamado de transição de fase. O spin de seus elétrons teria a mesma orientação, e eles deixariam de se comportar como partículas individuais, passando a agir como uma única partícula grande.

Quando o Dr. Kleppner leu sobre essa teoria em 1976, disse ele na entrevista ao MIT, descartou a ideia como “totalmente absurda”. Mas uma conversa com seu colega Tom Greytak, especialista em física de baixas temperaturas, o fez mudar de ideia. Com base em seu trabalho anterior com o maser de hidrogênio, o Dr. Kleppner começou a experimentar maneiras de criar o elusivo estado da matéria.

Ele e sua equipe escolheram o hidrogênio como elemento de teste, uma decisão que atrasou seu progresso. “Percebemos”, disse ele mais tarde, “que nas densidades que buscávamos, o hidrogênio não seria estável”.

À medida que a notícia de seu esforço se espalhava, outros laboratórios se juntaram à corrida. Os primeiros cientistas a obter sucesso, em 1995, foram Eric Cornell, Wolfgang Ketterle e Carl Wieman, do JILA (anteriormente conhecido como Instituto Conjunto de Astrofísica Laboratorial), um instituto de pesquisa no Colorado. (O Dr. Ketterle havia estudado com David Pritchard, que também foi aluno do Dr. Kleppner.) Os três dividiram o Prêmio Nobel de Física de 2001 por sua conquista.

Finalmente, em 1998, o grupo do Dr. Kleppner também conseguiu criar o condensado. Quando ele anunciou o sucesso em uma conferência em Verona, Itália, foi aplaudido de pé.

“Tive uma espécie de caso de amor com o hidrogênio”, disse ele em um vídeo em homenagem à conquista da Medalha Nacional de Ciências de 2006. “Mas esse caso com a condensação de Bose-Einstein me deixou bastante machucado.”

Daniel Kleppner nasceu em 16 de dezembro de 1932, na cidade de Nova York, o segundo dos três filhos de Otto e Beatrice (Taub) Kleppner. Seu pai, que emigrou de Viena em 1906 e cresceu “praticamente na pobreza”, disse o Dr. Kleppner, fundou sua própria agência de publicidade . Sua mãe cresceu em Nova Jersey e estudou no Barnard College.

Crescendo no subúrbio de New Rochelle, Nova York, Daniel gostava de construir coisas de madeira, incluindo barcos a remo, que aprendeu a velejar. Ele também gostava de mexer com dispositivos eletrônicos.

Seu caso de amor com a física começou no ensino médio, logo após a Segunda Guerra Mundial, quando “os físicos eram considerados heróis por terem levado a guerra a uma conclusão rápida com a bomba atômica”, disse ele na entrevista ao MIT.

Ele frequentou o Williams College, em Massachusetts, onde se formou em três anos e, em 1954, partiu para a Universidade de Cambridge.

A bordo do navio para a Inglaterra, ele conheceu Beatrice Spencer. Para ele, foi amor à primeira vista. Ela evidentemente precisava de mais persuasão, mas eles se casaram em 1958.