Científicos crean un exótico 'quinto estado de la materia' en la estación espacial

Todos estamos familiarizados con los estados clásicos de la materia: sólido, líquido y gas. La ciencia también se está familiarizando bastante con el plasma, que ahora se considera un cuarto estado. También puede haber un quinto estado de la materia, y la investigación a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) ha nos acercó un paso más a la comprensión de los llamados condensados ​​de Bose-Einstein

Con la mayoría de los materiales, puede recorrer los estados de la materia aumentando el calor. El plasma es más parecido a un gas, pero es ionizado y conductor de electricidad. Un condensado de Bose-Einstein es un animal completamente diferente. Este material está dominado por efectos cuánticos y eso hace que su creación sea enormemente difícil. En la Tierra, los laboratorios solo pueden mantener los condensados ​​de Bose-Einstein durante una cuestión de milisegundos. Sin embargo, la investigación a bordo de la ISS ha creado un condensado de Bose-Einstein que persistió durante más de un segundo.

Un condensado de Bose-Einstein se llama así porque su existencia fue propuesta hace casi un siglo por Albert Einstein y el matemático indio Satyendra Nath Bose. Este material exótico solo existe cuando los átomos de ciertos elementos se enfrían a temperaturas cercanas al cero absoluto. En ese punto, los grupos de átomos comienzan a funcionar como un solo objeto cuántico con propiedades tanto de onda como de partícula. Los científicos creen que los condensados ​​de Bose-Einstein podrían ser la clave para comprender cosas como la energía oscura y la naturaleza cuántica del universo.



Datos de distribución de velocidades que muestran la formación de condensado de Bose-Einstein (centro y derecha).

Los científicos crean condensados ​​al dirigir los átomos hacia microscópicas “trampas” magnéticas que los inducen a un estado llamado degeneración cuántica. Poco a poco, sus estados cuánticos se superponen hasta que el condensado se convierte en una sola onda. Los científicos tienen que soltar la trampa para estudiar el material. Desafortunadamente, incluso las pequeñas perturbaciones del mundo exterior interrumpen un condensado de Bose-Einstein. Es por eso que solo podemos mantenerlos durante unos pocos milisegundos en la Tierra. La investigación realizada en la estación espacial no tiene que lidiar con la gravedad, lo que les permite aislar el condensado de manera más efectiva. Los esfuerzos anteriores para hacer lo mismo se han basado en aviones en caída libre y en instrumentos caídos desde grandes alturas para disminuir los efectos de la gravedad.

En gravedad cero, los científicos pudieron crear un condensado de Bose-Einstein a partir de rubidio utilizando trampas menos profundas que en la Tierra. Incluso después de soltar la trampa, el material permaneció intacto y en su forma condensada durante mucho más tiempo de lo que habría estado en la Tierra. El equipo pudo tomar medidas detalladas antes de que se disolviera el condensado de Bose-Einstein. Esto podría conducir a avances increíbles en nuestra comprensión de la mecánica cuántica y la relatividad general.

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