Recreación do experimento realizado polo Jet Propulsion Laboratory. Foto: JPL.
Recreación do experimento realizado polo Jet Propulsion Laboratory. Foto: JPL.

Xeran na Estación Espacial o quinto estado da materia: o condensado Bose-Einstein

O laboratorio espacial, ideado pola NASA, conseguiu producir unha materia exótica ultrafría que permitirá afondar en novos aspectos da física fundamental

Non é sólido, nin líquido, nin gas nin plasma. A materia ten un quinto estado, o condensado de Bose-Einstein, descuberto nos anos 90 por investigadores estadounidenses, un achado que lles valeu o premio Nobel de Física en 2001. E agora, este estado conseguiu xerarse no laboratorio Cold Atom Lab da Estación Espacial Internacional a través dun experimento ideado por investigadores do Jet Propulsion Laboratory (Caltech-NASA) dos Estados Unidos.

Un condensado de Bose-Einstein é un estado que se forma cando un gas de bosóns (un dos dous tipos básicos de partículas elementais) arrefríase preto do cero absoluto (-273.15 ° C ou 0 kelvin). A esa temperatura tan baixa os átomos convértense nunha entidade única con propiedades cuánticas.

Esta substancia exótica transita pola fronteira entre o mundo macroscópico, gobernado pola física clásica, e o microscópico, rexido pola mecánica cuántica. Por tanto, estes estraños condensados poden ofrecer coñecementos fundamentais sobre a mecánica cuántica, aínda que para medilos con precisión xorde un obstáculo: a gravidade.

Para superar esa limitación, os investigadores da NASA puxeron en marcha o laboratorio espacial, do que obtiveron finalmente resultados que publicou a semana pasada a revista Nature. Para conseguilo usaron átomos de rubidio.

Os autores descubriron e mediron algunhas diferenzas entre as propiedades que presenta esta materia exótica nas condicións de microgravidade e as observadas na Terra. Por exemplo, o denominado tempo de expansión libre (no que os átomos flotan despois de apagar as trampas de confinamento que usan os científicos) dura máis dun segundo no complexo orbital, en comparación coas poucas decenas de milisegundos que se consegue nos laboratorios terrestres.

Un tempo de observación máis longo tradúcese nunha maior precisión á hora de realizar as medicións. Ademais, sen apenas gravidade, é máis fácil que os átomos queden atrapados por forzas máis débiles. Isto, á súa vez, permite alcanzar temperaturas máis baixas, nas que os efectos cuánticos vólvense cada vez máis prominentes.

Segundo os investigadores, o éxito destes experimentos iniciais mostra que o Cold Atom Lab pode facilitar futuros estudos con gases atómicos ultrafríos, incluíndo “novas trampas exclusivas de microgravidade, fontes de láser atómico, física de poucos corpos e técnicas de interferometría atómica”.

Unha tese da UVigo avanza no coñecemento dos átomos ultrafríos e da luz líquida

Fito tecnolóxico e científico

“A fazaña de crear condensados de Bose-Einstein na Estación Espacial Internacional non só supón un fito tecnolóxico, tamén abre novas oportunidades para a investigación de gases cuánticos e podería mellorar a nosa comprensión da física fundamental”, valora o investigador Maike Lachmann da Universidade de Hannover (Alemaña) nun artigo paralelo publicado tamén en Nature.

Casualmente este mes de xuño, o día 5, cumpríronse 25 anos desde que os físicos Eric Cornell e Carl Wieman producisen o primeiro condensado de Bose-Einstein arrefriando átomos –tamén de rubidio– mediante láser na Universidade de Colorado. Pouco despois, Wolfgang Ketterle conseguiuno no MIT con átomos de sodio. Por este gran avance, os tres recibiron o Premio Nobel de Física en 2001.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.