Por primera vez científicos crean en el espacio una nube del quinto estado de la materia

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Por primera vez científicos crean en el espacio una nube del quinto estado de la materia

Modelo computarizado de un condensado de Bose-Einstein. (NASA / NIST)

En julio del 2018, la NASA anunció un logro increíble. Crearon el lugar más frío en el espacio en órbita alrededor de la Tierra, en la Estación Espacial Internacional.

Tomaron átomos de un metal blando llamado rubidio y los enfriaron a temperaturas de alrededor de 100 nanoKelvin, una décima millonésima parte por encima del cero absoluto.

Fue un gran logro ya que apuntaba a ayudarnos a comprender las extrañas propiedades cuánticas de los átomos ultrafríos.

Pero la investigación no se detuvo allí.

Usando el Cold Atom Lab (CAL) del Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA (JPL), los científicos han producido ahora condensados ​​de Bose-Einstein (conocidos también como el quinto estado de la materia) a menos de un nanoKelvin por encima del cero absoluto.

Los condensados de Bose-Einstein (BEC) son nubes gaseosas de átomos que dejan de comportarse como átomos individuales y comienzan a comportarse como un colectivo.

Fueron predichos por primera vez por Albert Einstein y Satyendra Nath Bose hace más de 95 años, pero los científicos los observaron por primera vez en el laboratorio hace tan solo 25 años.

La idea general al hacer un BEC es inyectar átomos en una cámara ultra fría para reducir la velocidad.

Luego se crea una trampa magnética en la cámara con una bobina electrificada, que se usa junto con láser y otras herramientas para mover los átomos a una nube densa.

En este punto, los átomos «se confunden entre sí», dice David Aveline, físico del JPL y autor principal del nuevo estudio publicado en Nature.

La microgravedad de la estación espacial juega un papel importante en este proceso.

Si intentas aumentar el volumen de la trampa magnética en la Tierra, dice Aveline, la gravedad simplemente arrastrará los átomos en el centro de la nube de BEC hacia el fondo de la trampa hasta que se derramen, distorsionando el condensado o arruinándolo por completo.

Pero en microgravedad, se pueden mantener unidos a los átomos incluso cuando aumenta el volumen de la trampa.

Eso hace que el condensado dure más, lo que a su vez permite a los científicos estudiarlo más de lo que podrían en la Tierra (esta demostración inicial duró 1.118 segundos, aunque el objetivo es poder detectar la nube hasta por 10 segundos).

Aunque solo es un primer paso, el experimento podría algún día permitir que los BEC formen la base de instrumentos ultrasensibles que detectan señales débiles de algunos de los fenómenos más misteriosos del universo, como las ondas gravitacionales y la energía oscura.

Desde una perspectiva más práctica, Aveline cree que el trabajo del equipo podría allanar el camino para mejores sensores de inercia.

«Las aplicaciones van desde acelerómetros y sismómetros hasta giroscopios», dice.

Mientras tanto, los investigadores aprovechan el experimento para crear condiciones únicas y experimentar más con átomos.

Fuente MIT.

 

 

 

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