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Investigadores de la NASA planean crear el lugar más frío del universo
en el interior de la Estación Espacial Internacional (EEI).
La mecánica cuántica es una rama de la física que describe las reglas
extrañas de la luz y de la materia a escalas atómicas. En ese ámbito, la
materia puede estar en dos lugares a la vez, los objetos se comportan
como partículas y ondas, y nada es seguro: el mundo cuántico funciona
sobre la base de la probabilidad.
“Vamos a
comenzar”, dice Thompson, “con el estudio de los condensados de
Bose-Einstein”.
En 1995,
los investigadores descubrieron que si tomamos un par de millones de
átomos de rubidio y los enfriamos cerca del cero absoluto, se fusionarán
en una sola ola de materia. El truco funcionó con el sodio también. En
2001, Eric Cornell, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y
Carl Wieman, de la Universidad de Colorado, compartieron el Premio Nobel
con Wolfgang Ketterle, del Instituto de Tecnología de Massachusetts por
su descubrimiento independiente de estos condensados, que Albert
Einstein y Satyendra Bose predijeron a principios del siglo XX.
Si
creamos dos BEC (condensados de Bose-Einstein) y los juntamos, no se
mezclan como un gas común. En cambio, pueden “interferir” como las
ondas: las delgadas capas paralelas de materia están separadas por finas
capas de espacio vacío. Un átomo en un BEC puede sumarse a un átomo en
otro BEC y producir… ningún átomo, en absoluto. “El Laboratorio de
Átomos Fríos nos permitirá estudiar estos objetos posiblemente a las
temperaturas más bajas de la historia”, dice Thompson.
El
laboratorio es también un lugar donde los investigadores pueden mezclar
gases atómicos súper fríos y ver qué sucede. “Las mezclas de diferentes
tipos de átomos pueden flotar juntas casi completamente libres de
perturbaciones”, explica Thompson, “lo que nos permite realizar
mediciones sensibles de interacciones muy débiles. Esto podría llevar al
descubrimiento de interesantes y novedosos fenómenos cuánticos”.
Y la
estación espacial es el mejor lugar para realizar esta investigación. La
microgravedad permite a los investigadores enfriar materiales a
temperaturas mucho más frías que las que son posibles en la Tierra.
Thompson explica por qué:
“Es un
principio básico de la termodinámica que cuando un gas se expande, se
enfría. La mayoría de nosotros tenemos experiencia de primera mano con
esto. Si rociamos una lata de aerosol, la lata se enfría”.
Los gases
cuánticos se enfrían en gran parte de la misma manera. En lugar de una
lata de aerosol, sin embargo, tenemos una ‘trampa magnética’.
“En la
EEI, estas trampas se pueden volver muy débiles debido a que no tienen
que soportar los átomos en contra de la fuerza de la gravedad. Las
trampas débiles permiten que los gases se expandan aún más y se enfríen
a temperaturas más bajas que las que son posibles en el suelo”.
Nadie
sabe a dónde conducirá esta investigación fundamental. Incluso las
aplicaciones “prácticas” enumeradas por Thompson (sensores cuánticos,
interferómetros de ondas de materia y láseres atómicos, sólo para
nombrar unas pocas) suenan a ciencia ficción. “Estamos entrando a lo
desconocido”, dice.
Los
investigadores como Thompson ven al Laboratorio de Átomos Fríos como una
puerta hacia el mundo cuántico. ¿Pero podría la puerta abrir en ambas
direcciones? Si la temperatura desciende lo suficiente, “vamos a poder
ensamblar paquetes de ondas atómicas del grosor de un cabello humano; es
decir, lo suficientemente grandes como para que el ojo humano los pueda
ver”. Una criatura de la física cuántica habrá ingresado en el mundo
macroscópico.
Y
entonces comienza la verdadera diversión.
Fuente:
NASA
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