Científicos hallan por primera vez el “quinto estado cuántico de la materia” y lo lograron en el espacio

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Un equipo de científicos de la NASA dio a conocer este jueves los primeros resultados de los experimentos de BEC a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI), donde las partículas se pueden manipular sin restricciones terrestres.

Los condensados ​​de Bose-Einstein (BEC), cuya existencia fue predicha por Albert Einstein y la matemática india Satyendra Nath Bose hace casi un siglo, se forman cuando los átomos de ciertos elementos se enfrían a casi cero absoluto (0 Kelvin, menos 273,15 grados Celsius). En este punto, los átomos se convierten en una entidad única con propiedades cuánticas, en donde cada partícula también funciona como una onda de materia.

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“La microgravedad nos permite confinar átomos con fuerzas mucho más débiles, ya que no tenemos que apoyarlos contra la gravedad“, dijo a AFP Robert Thompson, del Instituto de Tecnología de California, Pasadena.

La investigación publicada este jueves, 11 de junio, en la revista Nature documenta varias diferencias sorprendentes en las propiedades de los BEC creados en la Tierra y aquellos a bordo de la EEI. Por un lado, los BEC en los laboratorios terrestres suelen durar unos pocos milisegundos antes de disiparse, pero en el experimento en el espacio duraron más de un segundo, ofreciendo al equipo una oportunidad sin precedentes para estudiar sus propiedades. La microgravedad también permitió que los átomos fueran manipulados por campos magnéticos más débiles, acelerando su enfriamiento y permitiendo imágenes más claras.

El líder del equipo de investigación, David Aveline, dijo a AFP que estudiar BEC en microgravedad abrió una serie de oportunidades de investigación. “Las aplicaciones van desde pruebas de relatividad general y búsquedas de energía oscura y ondas gravitacionales hasta navegación en naves espaciales y prospección de minerales subterráneos en la luna y otros cuerpos planetarios“, señaló.

Cómo funcionan los BEC

Los BEC son conocidos como el quinto estado cuántico de la materia y hasta este experimento de la NASA en la EEI, era solo parte de la teoría elaborada por Einstein y Bose. Con este estudio se confirmó lo anticipado por estos dos científicos, que los BEC están conformados una materia gaseosa compuestas por múltiples átomos que se sincronizan en una onda y comparten sus propiedades cuánticas.

Estos grupos de átomos condensados se extienden a horcajadas en la línea entre el mundo macroscópico gobernado por fuerzas como la gravedad y el plano microscópico, regidos por la mecánica cuántica. Los científicos creen que los BEC contienen pistas vitales sobre fenómenos misteriosos como la energía oscura, la energía desconocida que se cree que está detrás de la expansión acelerada del universo.

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Pero los BEC son extremadamente frágiles. La más mínima interacción con el mundo externo es suficiente para calentarlos más allá de su umbral de condensación. Esto hace que sea casi imposible que los científicos estudien en la Tierra, donde la gravedad interfiere con los campos magnéticos necesarios para mantenerlos en su lugar para la observación.