NUEVO RÉCORD DE FRÍO JAMÁS LOGRADO
DW - Cerca del cero
absoluto, empiezan a ocurrir algunas cosas extrañas. Por ejemplo, la luz se
convierte en un líquido que se puede verter en un recipiente y átomos podrían
existir en dos lugares a la vez.
El cero absoluto es lo más frío que se puede alcanzar en el universo, y
los científicos acaban de batir un récord al alcanzar la escalofriante
temperatura 38 picokelvins, es decir, 38 trillonésimas de grado por encima del
cero absoluto, que equivale a -273,15 Celsius y se mide habitualmente como cero
Kelvins.
El récord de temperatura podría tener amplias implicaciones en el campo
de la física de partículas: el equipo de investigadores alemanes estaba
investigando las propiedades cuánticas del llamado “quinto estado de la materia”:
el condensado de Bose-Einstein (BEC), un derivado del gas que solo existe en
condiciones de ultrafrío, según reporta Live Science.
Comportamiento extraño cerca del cero
absoluto
En la fase BEC, algunos materiales muestran un comportamiento cada vez
más inusual; la propia materia empieza a comportarse como un gran átomo. Según
reporta el medio científico, es precisamente esta propiedad lo que
lo convierte en un tema especialmente atractivo para los físicos cuánticos
interesados en la mecánica de las partículas subatómicas.
La forma líquida del helio, por ejemplo, se convierte en un
"superfluido", lo que significa que fluye libremente sin importar la
fricción. Asimismo, según una investigación de 2017, la luz se convierte en un líquido que se puede verter
literalmente en un recipiente. Y lo que parecería aún más imposible: según la revista Nature, investigadores del Laboratorio de Átomos Fríos de la NASA, en
condiciones ultrafrías, han llegado a presenciar la existencia de átomos en dos
lugares a la vez.
Medida del movimiento molecular
La temperatura es
una medida de la vibración molecular: cuanto más rápido se mueven las
moléculas, más colisiones producen, lo que se traduce en un aumento del calor.
Por tanto, el frío absoluto, o cero Kelvins, que puede alcanzar una sustancia
es cuando se detiene todo el movimiento molecular.
Para ponerlo en contexto, el lugar natural más frío conocido del
universo llega a temperatura media es de -272 Celsius (aproximadamente 1
Kelvin) en la nebulosa del Bumerán, situada en la constelación del Centauro, a
unos 5.000 años luz de la Tierra, según la Agencia Espacial Europea.
Campo magnético y estado de
microgravedad
Los científicos de la Universidad de
Bremen (Alemania) se acercaron así al límite de cero absoluto cuando tomaron
una nube de unos 100.000 átomos de rubidio atrapados en un campo magnético y
los enfriaron a unas 2 mil millonésimas de grado Celsius en una cámara de
vacío, creando el condensado de BEC.
Pero para los investigadores no era lo suficientemente frío. Así que
decidieron simular las condiciones del espacio, y el experimento se llevó a un
tubo de caída de 122 metros de altura en la torre de caída de la Agencia
Espacial Europea en Bremen.
Al bajar la cámara de vacío de la torre y al apagar y encender
rápidamente el campo magnético, el BEC de la cámara de vacío pudo entrar en un
estado de microgravedad. Esto permitió que los átomos del BEC no mostraran casi
ningún movimiento molecular, llegando a estar a 38 picokelvins.
Los científicos, quienes publicaron su investigación en la
revista Physical Review Letters, afirman que su montaje
podría utilizarse para probar las teorías de la gravedad a nivel cuántico,
proporcionando una nueva ventana al misterioso mundo de la mecánica cuántica. -
Editado por Felipe Espinosa Wang.
La luz se puede comportar como un líquido.
Qué es la
"luz líquida", el “5to Elemento”
Carlos Serrano - BBC News Mundo - En el cuento "La luz es como el
agua" Gabriel García Márquez narra las aventuras de Totó y Joel, dos niños
que en las noches rompen las bombillas de su casa y navegan entre los caudales
de luz que brotan de ellas.
"Un chorro de luz dorada y fresca como
el agua empezó a salir de la bombilla rota, y lo dejaron correr hasta que el
nivel llegó a cuatro palmos. Entonces cortaron la corriente, sacaron el bote, y
navegaron a placer por entre las islas de la casa", escribe el Nobel.
La escena, por fantástica que parezca, no
está muy lejos de la realidad.
Los científicos que estudian fenómenos cuánticos han
demostrado que la luz, bajo condiciones especiales, puede comportarse como un
líquido que fluye y ondula alrededor de los obstáculos que encuentra, como la
corriente de un río entre las piedras.
¿Cómo lo hacen?
La "luz líquida" es una sustancia muy particular. No
es sólido ni plasma y tampoco se comporta exactamente como un líquido o un gas.
Los científicos la llaman Condensado de
Bose-Einstein (BEC) y la consideran el "quinto estado de la
materia".
En este estado, las partículas se sincronizan y se mueven
al unísono, formando un "superfluido".
"Se parece a cualquier otro líquido o gas, pero
con propiedades especiales, una de las cuales es que todas sus
partes están relacionadas", le dice a BBC Mundo Daniele Sanvitto,
investigador del Instituto de Nanotecnología de Italia.
Los superfluídos no crean ondas, y no experimentan
fricción ni viscosidad.
Tienen un "comportamiento colectivo", dice
Sanvitto. "Es como un grupo de bailarines haciendo los
mismos movimientos o una ola de gente marchando al mismo compás".
Así, un líquido común, al toparse con una pared rebotaría,
pero un superfluido, como la luz líquida, circularía a lo largo de la pared.
" Si enviaras un chorro de estos contra una pared, la
escalará en cualquier dirección y eventualmente se volverá a conectar después
del obstáculo", explica Sanvitto.
¿Para qué sirve la luz líquida?
Hasta hace unos años, los superfluídos solo podían
lograrse en temperaturas cercanas al cero absoluto (−273°C), pero en 2017
Sanvitto y sus colegas lograron producir luz líquida a temperatura
ambiente.
Esto lo lograron usando mezclas de luz y materia,
llamadas polaritones.
"Este es el primer paso para tener aplicaciones de
este líquido en la vida diaria", dice Sanvitto.
Hasta el momento, los experimentos con BEC se han logrado
solo a pequeña escala en los laboratorios, pero los investigadores le ven un
gran potencial para transmitir información y energía sin
desperdicio.
Un ejemplo sería la creación de computadores
ópticos, que puedan aprovechar la interacción de las partículas de luz sin
el problema de la disipación o el calentamiento de los computadores comunes.
Esto hará que sean mucho más rápidos y consuman menos energía.
Esta tecnología también podría revolucionar el manejo de
los láseres y los paneles solares. Incluso, como lo menciona
el científico Michio Kaku en una
entrevista con This Week in Science,
hay quienes piensan que en un futuro los BEC podrían sentar las bases para
teletransportar objetos.
Por ahora eso solo es posible en la imaginación,
como alguna vez lo fue en el cuento de García Márquez…
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