Producen por vez primera un gas cuántico con dos tipos de átomos en el espacio

En unas instalaciones a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), manejadas por control remoto, se ha hecho algo que nunca antes se había logrado en el espacio: la producción de un gas cuántico con dos tipos de átomos.

Este logro es un ejemplo del gran potencial que los experimentos cuánticos realizados fuera de la Tierra tienen para avanzar en la investigación y en el control de los fenómenos cuánticos.

Este logro es además un paso más para llevar al espacio tecnologías cuánticas actualmente disponibles solo en la Tierra.

En el futuro, las herramientas cuánticas podrían utilizarse para mejorar el estudio de los planetas, incluido el nuestro, ayudar a resolver misterios del universo y profundizar en las leyes fundamentales de la naturaleza.

La citada producción de gas cuántico a bordo de la ISS, concretamente en el Cold Atom Lab (Laboratorio de Átomos Fríos), ha sido realizada a distancia desde la Tierra por el equipo de Ethan R. Elliott de la NASA.

Habiendo comprobado el alcance de las capacidades del Cold Atom Lab, ahora este laboratorio en el espacio podrá emplearse para estudiar no solo las propiedades cuánticas de los átomos individuales, sino también la química cuántica, que se centra en cómo los distintos tipos de átomos interactúan y se combinan entre sí en un estado cuántico.

Los investigadores podrán realizar una gama más amplia de experimentos con el Cold Atom Lab y aprender más sobre los matices de realizarlos en microgravedad.

Estos conocimientos serán esenciales para aprovechar este laboratorio único en su género para desarrollar nuevas tecnologías cuánticas en el ámbito de la astronáutica.

La química cuántica es un campo tan fascinante como ignoto.

El mundo físico que nos rodea depende de que los átomos y las moléculas permanezcan unidos según una serie de reglas establecidas.

Pero dependiendo del entorno en el que se encuentren los átomos y las moléculas, como la microgravedad, las reglas pueden mantenerse o debilitarse.

Los científicos que trabajan con el Cold Atom Lab están explorando escenarios en los que la naturaleza cuántica de los átomos domina su comportamiento.

Por ejemplo, en vez de actuar como las tradicionales bolas de billar sólidas con las que se les suele representar, los átomos y las moléculas se comportan más como ondas.

En una de esas situaciones, los átomos presentes en moléculas compuestas por dos o tres átomos pueden permanecer unidos, pero cada vez más separados, casi como si las moléculas se esponjaran.

Para estudiar estos estados, los científicos primero tienen que ralentizar los átomos.

Para ello, reducen su temperatura hasta que llega a tan solo unas fracciones de grado por encima de la temperatura más baja que puede alcanzar la materia, mucho más fría que cualquier otra del universo natural: el cero absoluto, 273 grados centígrados bajo cero.

Los físicos han creado estas moléculas esponjosas en experimentos con átomos fríos en la Tierra, pero son extremadamente frágiles y o bien se rompen rápidamente o bien vuelven a un estado molecular normal.

Por este motivo, nunca se han obtenido imágenes directas de las mencionadas moléculas agrandadas y esponjosas compuestas por tres átomos.

En la microgravedad de la estación espacial, esas moléculas exóticas pueden existir durante más tiempo y aumentar de tamaño.

Es probable que este tipo de moléculas no existan en la naturaleza, pero es posible que puedan utilizarse para fabricar detectores más sensibles que cualquier otro previo, capaces de revelar cambios increíblemente sutiles en la intensidad de un campo magnético, por ejemplo.

Fuente: Nature