Crean exótico quinto estado de la materia y lo usan para explorar el «planeta cuántico».

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Investigadores crean una figura exótica de materia (quinto estado de la materia) en el entorno de microgravedad de la Estación Espacial Intenacional (ISS) y actualmente la están utilizando para explorar el mundo cuántico.

Hay cuatro estados de la materia: gases, líquidos, sólidos y plasmas. en cambio, además hay un quinto estado de la materia: los condensados ​​de Bose-Einstein (BEC).

Este quinto estado fue creado por los investigadores hace 25 años en laboratorio. Cuando un grupo de átomos se enfría a casi cero absoluto, los átomos comienzan a agruparse, comportándose como si fueran un vasto «superátomo».

Condensados ​​de Bose-Einstein

Los condensados ​​de Bose-Einstein se extienden por el límite entre el planeta cotidiano, gobernado por la física clásica, y el planeta microscópico, que sigue las reglas de la mecánica cuántica.

En mecánica cuántica, una partícula puede comportarse como si estuviera girando en dos direcciones opuestas al mismo tiempo, o como si existiera en dos o más ubicaciones simultáneamente.

Crédito: ETH Zurich / Julian Léonard

Debido a que siguen varios de estos comportamientos cuánticos, los condensados ​​de Bose-Einstein pueden ofrecer a los investigadores pistas clave encima del funcionamiento de la mecánica cuántica, lo que podría ayudar a aclarar misterios como cómo crear una «hipotesis de todo» que pueda aclarar el funcionamiento del universo a partir de las escalas más pequeñas a más grandes.

los investigadores actualmente crean rutinariamente condensados ​​de Bose-Einstein en centenares de laboratorios en todo el planeta. en cambio, una limitación que se interpone en el camino de esta investigación es la gravedad. Estos «superátomos» son extraordinariamente frágiles y las configuraciones utilizadas para crearlos son increíblemente delicadas, por lo que el tirón de la gravedad que se siente en la Tierra puede interrumpir a ambos, lo que dificulta aprender demasiado sobre ellos.

Para solucionarlo, los expertos desarrollaron el Cold Atom Lab, que puede generar condensados ​​de Bose-Einstein en la microgravedad que se localiza en órbita a bordo de la estación espacial.

El Cold Atom Lab fue lanzado en el año 2018, y se caracteriza por tener un pequeño tamaño y requerir solo una cantidad relativamente reducida de energía, por lo que cumple con las limitaciones específicas a bordo de la estación espacial.

Aunque el audio del siguiente vídeo se localiza en inglés, usted puede activar los subtítulos en español. En suceso desconozca cómo hacerlo, puede consultar esta GUÍA.

Generando un exótico quinto estado de la materia

Utilizando el Cold Atom Lab, los expertos en un nuevo ensayo desvelaron que podían aumentar la cantidad de tiempo que pueden analizar estos condensados ​​después de que las barreras que confinan el material se apagan a más de un segundo. En comparación, en la Tierra, los investigadores solo tendrían centésimas de segundo para la misma tarea.

asimismo, en microgravedad, los investigadores desvelaron que necesitaban fuerzas más débiles para atrapar los condensados. Esto, a su vez, significa que podrían crear los condensados ​​a temperaturas más bajas. Y, a estas temperaturas, los efectos cuánticos exóticos serían cada vez más pronunciados.

Crean exótico quinto estado de la materia y lo usan para explorar el «mundo cuántico»

Distribución de instantes que confirma la creación de un nuevo estado de agregación de la materia, el condensado de Bose-Einstein. Crédito: NIST/JILA/CU-Boulder (Public domain)

Hasta actualmente con este ensayo, los expertos han creado condensados ​​de Bose-Einstein utilizando átomos de rubidio. Eventualmente, además apuntan a agregar átomos de potasio para investigar qué sucede cuando se mezclan dos condensados, según anunció el creador principal del ensayo Robert Thompson, físico del California Institute of Technology en Pasadena. asimismo, los investigadores actualmente buscan utilizar el Cold Atom Lab para concebir condensados ​​esféricos de Bose-Einstein, que solo pueden crearse en el cosmos, agregó Thompson.

Thompson manifestó:

“En el pasado, nuestras principales ideas encima del funcionamiento interno de la naturaleza proceden de aceleradores de partículas y observatorios astronómicos; en el futuro, creo que las mediciones de precisión con átomos fríos jugarán un papel cada vez más notable”.

Los descubrimientos de la investigación han sido publicados en la revista Nature.

Fuente: Live Science

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