Actualizado 05/06/2020 15:27:34 +00:00 CET

El quinto estado de la materia cumple 25 años

Distribución de momentos que confirma la creación de un nuevo estado de agregación de la materia, el condensado de Bose-Einstein.
Distribución de momentos que confirma la creación de un nuevo estado de agregación de la materia, el condensado de Bose-Einstein. - NIST/JILA/CU-Boulder

MADRID, 5 Jun. (EUROPA PRESS) -

Este 5 de junio se cumplen 25 años de que los físicos Eric Cornell y Carl Wieman lograsen por primera vez, enfriar átomos al más bajo nivel de energía, menos de una millonésima de Kelvin por encima del cero absoluto, una temperatura muy inferior a la mínima temperatura encontrada en el espacio exterior.

De esta forma, en 1995, se produjo un condensado de Bose-Einstein, considerado el quinto estado de la materia, junto al líquido, sólido, gaseoso y plasma. La propiedad que lo caracteriza es que una cantidad macroscópica de las partículas del material pasan al nivel de mínima energía, denominado estado fundamental.

Cornell y Wieman --premiados con el Nobel de Física en 2001 por este avance-- utilizaron el método de enfriamiento por láser, haciendo que la luz rebote en los átomos, con más energía que su impacto sobre los mismos. Cuando los fotones rebotan en el átomo, el electrón en el átomo que absorbe el fotón salta a un nivel superior de energía y rápidamente salta de regreso a su nivel original, expulsando el fotón de nuevo, logrando el descenso de su temperatura.

Para que ello suceda se necesita el color (o frecuencia) exacta de láser para la clase de átomo a enfriar. Finalmente, la sustancia se enfría aún más con la evaporación magnética de los átomos con más energía. Consiste en dejar escapar del confinamiento magnético a los átomos más energéticos, que al hacerlo se llevan consigo más energía de la que le corresponde, logrando así dejar dentro los de más baja temperatura.

La posibilidad de este estado de la materia había sido teorizada 75 años antes. En la década de 1920, Satyendra Nath Bose y Albert Einstein publican conjuntamente un artículo científico acerca de los fotones de luz y sus propiedades. Bose describió ciertas reglas para determinar si dos fotones deberían considerarse idénticos o diferentes.  

Einstein aplicó estas reglas a los átomos preguntándose cómo se comportarían los átomos de un gas si se les aplicasen estas reglas. Así descubrió los efectos que vienen del hecho de que a muy bajas temperaturas la mayoría de los átomos están al mismo estado cuántico, que sería el menos energético posible.

Un ejemplo descriptico puede ser una taza de té caliente, donde las partículas que contiene circulan por toda la taza. Sin embargo cuando se enfría y queda en reposo, las partículas tienden a ir en reposo hacia el fondo. Análogamente, las partículas a temperatura ambiente se encuentran a muchos niveles diferentes de energía. Sin embargo, a muy bajas temperaturas, una gran proporción de éstas alcanza a la vez el nivel más bajo de energía, el estado fundamental.

Es la agrupación de partículas en ese nivel inferior se le llama Condensado de Bose-Einstein (BEC), porque la demostración está hecha de acuerdo con las ecuaciones de Einstein. Lo que seguramente no pudo imaginar es lo extraño que se vería una masa de materia con todos sus átomos en un solo nivel. Esto significa que todos los átomos son absolutamente iguales. No hay medida que pueda diferenciar uno de otro. Se trata de un estado de coherencia cuántica microscópico, informa Wikipedia.

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