Máxima precisión para medir las temperaturas más bajas

NIST/JILA/CU-BOULDER

   MADRID, 25 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Una nueva teoría ha sido desarrollada para registrar las temperaturas más bajas jamás medidas, con la mayor precisión permitida por las leyes de la naturaleza.

   Según sus autores, esta línea de investigación promete revolucionar la física de baja temperatura y podría encontrar una gran cantidad de aplicaciones en tecnologías cuánticas emergentes.

   Una colaboración reciente con un equipo de la Universidad de Nottingham y el Instituto de Ciencias Fotónicas, en Barcelona, muestra que es posible, en principio, medir temperaturas por debajo de una milmillonésima parte de un Kelvin en un gas atómico frío sin perturbarlo significativamente, superando las normas de precisión actuales. El trabajo ha sido publicado en la última edición de la revista Physical Review Letters.

   En su estudio, los investigadores modelaron un condensado de Bose-Einstein, un estado de materia único que se logra al enfriar un gas atómico a temperaturas extremadamente bajas, utilizando parámetros experimentales realistas. La técnica termométrica trabajaría incorporando un átomo de impureza en el condensado atómico, de modo que adquiera información sobre la temperatura de la muestra a través de la interacción. En particular, su posición y velocidad pueden depender de la temperatura, de modo que, al controlarlos, la temperatura se puede inferir con alta precisión sin alterar el condensado, explican.

   Los gases atómicos ultra fríos son una plataforma experimental muy versátil para varias aplicaciones, como la simulación de sistemas fuertemente correlacionados, el procesamiento de información cuántica o la producción de haces de electrones de alta calidad (frío) para microscopía electrónica o difracción de electrones. Para la mayoría de estas aplicaciones, es esencial enfriar el gas atómico a las temperaturas más bajas posibles. Determinar la temperatura de estos sistemas de manera precisa también es crítico para las aplicaciones.

   Mohammad Mehboudi, el autor principal del artículo, dijo en un comunicado: "Las técnicas de medición más comunes actualmente disponibles para los átomos fríos son destructivas; es decir, la muestra se destruye como resultado de la medición. Por otra parte, las técnicas no destructivas generalmente carecen de La precisión necesaria a muy baja temperatura. Nuestra investigación proporciona una solución que supera ambos problemas ".

   Los logros experimentales sobresalientes permiten hoy en día la termometría de alta precisión a temperaturas muy bajas. Sin embargo, dependiendo de la plataforma experimental específica, el mecanismo físico subyacente, la precisión y el rango de temperatura efectivo de los diferentes esquemas termométricos varían apreciablemente.

   Luis Correa también trabajó en el estudio y señala: "El marco teórico de la termometría cuántica recientemente desarrollado busca determinar los límites fundamentales de la precisión de las mediciones de temperatura cercanas al cero absoluto y se aplica universalmente a cualquier sistema. Es importante destacar que esto puede proporcionar pistas sobre cómo mejorar los estándares termométricos actuales de baja temperatura".