Movimiento, energía y temperatura son tres conceptos estrechamente relacionados. Eso lo saben bien los científicos del Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad (ZARM) de la Universidad de Bremen, quienes han logrado crear uno de los «lugares más fríos del universo» durante unos segundos aprovechando precisamente el efecto que tenía la caída sobre los átomos de gas utilizados.
No es el primer trabajo en alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto (-273,15ºC o directamente 0 Kelvin). Experimentos como los del Cold Atom Lab en la Estación Espacial Internacional han logrado reducir con láseres la energía de los átomos suficiente como para tener 100 nanoKelvin y producir lo que se conoce como un condensado de Bose-Einstein.
Ahora estos científicos alemanes han ido más allá de lo que nunca se había visto, estableciendo una nueva marca: 38 picoKelvin, 0,000 000 000 038 Kelvin o 38 billonésimas partes de un grado sobre el cero absoluto.
Una torre que lleva realizando experimentos de caídas desde 2007
‘Drop Tower’ en la Universidad de Bremen.
La ‘Drop Tower’ es una conocida torre en Bremen donde se realizan este tipo de experimentos desde 2007. Pese a que la cápsula donde se lanza recorre 120 metros, la propia torre alcanza los 146 metros de altura e incluye zonas habilitadas para laboratorios, talleres y salas de control.
La temperatura alcanzada no se puede medir con un termómetro, ya que resulta del movimiento extremadamente lento de los átomos observados en un gas ultrafrío. Es con la ayuda de un interferómetro de reciente desarrollo donde han podido medir esta temperatura sin precedentes, alcanzada «únicamente» durante unos dos segundos de la caída.
Para este experimento se atrapó una nube de gas de 100.000 átomos de rubidio en un campo magnético en una cámara de vacío. Posteriormente se enfrío hasta convertirse en un condensado de Bose-Einstein, actuando este gas de manera uniforme como si fuera un único gran átomo. Para proseguir y alcanzar la temperatura tan baja, los científicos del ZARM lanzaron esta cámara de vacío por la Drop Tower y apagaron y encendieron el campo magnético varias veces para que el gas se expandiese y se contrajera. Esta conmutación ralentiza la expansión del gas y reduce todavía más la velocidad molecular (y por ende la temperatura del gas), explican los responsables del experimento.
Mientras los dos segundos pueden parecer pocos, las simulaciones realizadas por el mismo equipo indican que de realizarse un experimento equivalente en condiciones de ingravidez se podría mantener este estado durante unos 17 segundos. Unas condiciones que en la torre de Bremen no pueden replicarse pero sí podríamos verlo en la ISS o algún satélite.
Imagen | ZARM
Más información | Physical Review Letters
