Un grupo de científicos han batido el récord de la temperatura más fría registrada en un laboratorio: una temperatura escalofriante de 38 billonésimas de grado por encima de -273.15 grados Celsius al dejar caer gas magnetizado a 120 metros por una torre.
Un equipo de investigadores alemanes estaba investigando las propiedades cuánticas de un llamado quinto estado de la materia: el condensado de Bose-Einstein (BEC), un derivado del gas que existe solo en condiciones ultra frías. Mientras se encuentra en la fase BEC, la materia en sí comienza a comportarse como un átomo grande, lo que la convierte en un tema especialmente atractivo para los físicos cuánticos interesados en la mecánica de las partículas subatómicas.
Récord de frío
Fallturm Bremen es la torre de caída libre del Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad (ZARM) de la Universidad de Bremen. La torre entera está construida con hormigón armado y tiene 146 metros de altura. Cortesía: bremen-convention.de
La temperatura es una medida de la vibración molecular: cuanto más se mueve una colección de moléculas, mayor es la temperatura colectiva. El cero absoluto, entonces, es el punto en el que todo movimiento molecular se detiene: menos 459.67 grados Fahrenheit, o menos 273.15 grados Celsius. Los científicos incluso han desarrollado una escala especial para temperaturas extremadamente frías, llamada escala Kelvin, donde cero Kelvin corresponde al cero absoluto.
Cerca del cero absoluto, comienzan a suceder algunas cosas extrañas. Por ejemplo, la luz se convierte en un líquido que literalmente se puede verter en un recipiente, según una investigación publicada en 2017 en la revista Nature Physics. El helio superenfriado deja de experimentar fricción a temperaturas muy bajas, según un estudio publicado en 2017 en la revista Nature Communications. Y en el Cold Atom Lab de NASA, los investigadores incluso han sido testigos de la existencia de átomos en dos lugares a la vez.
El experimento
En este experimento sin precedentes, los científicos atraparon una nube de alrededor de 100.000 átomos de rubidio gaseosos en un campo magnético dentro de una cámara de vacío. Luego, enfriaron la cámara hacia abajo, a alrededor de 2 mil millonésimas de grado Celsius por encima del cero absoluto, lo que habría sido un récord mundial en sí mismo, según informa NewAtlas.
Pero esto no fue lo suficientemente frígido para los investigadores, que querían empujar los límites de la física; para enfriarse aún más, necesitaban imitar las condiciones del espacio profundo. Entonces, el equipo llevó su configuración a la torre de caída de Bremen de la Agencia Espacial Europea, un centro de investigación de microgravedad en la Universidad de Bremen en Alemania.
El lugar natural más frío conocido del universo es la Nebulosa Boomerang. Su temperatura media es de -272 ° C. Cortesía: NASA
Al dejar caer la cámara de vacío en una caída libre mientras se enciende y apaga rápidamente el campo magnético, lo que permite que el BEC flote sin ser inhibido por la gravedad, desaceleraron el movimiento molecular de los átomos de rubidio a casi nada. El BEC resultante se mantuvo en 38 picokelvins, 38 billonésimas de Kelvin, durante aproximadamente 2 segundos, estableciendo “un récord absoluto negativo“, informó el equipo el 30 de agosto en la revista Physical Review Letters. El récord anterior de 36 millonésimas de Kelvin, fue logrado por científicos del National Institute of Standards and Technology (NIST) en Boulder, Colorado, con láseres especializados.
El lugar natural más frío conocido del universo es la Nebulosa Boomerang, que se encuentra en la constelación de Centauro, a unos 5.000 años luz de la Tierra. Su temperatura media es de -272 ° C (alrededor de 1 Kelvin) según informó la Agencia Espacial Europea.
Los investigadores del nuevo estudio dijeron en un comunicado que, teóricamente, podrían mantener esta temperatura hasta por 17 segundos en condiciones verdaderamente ingrávidas, como en el espacio. Las temperaturas ultra frías podrían algún día ayudar a los científicos a construir mejores computadoras cuánticas, según investigadores del MIT.
Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Physical Review Letters.
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