antes de su tiempo
para crear un BEC, los físicos tienen que enfriar un gas difuso de átomos—rubidio, en ese primer experimento exitoso—a unas pocas millonésimas de Kelvin por encima del cero absoluto. Eso no es tarea fácil, y los investigadores suelen confiar en dos técnicas. La primera técnica es el enfriamiento por láser, que implica la transmisión de láseres desde seis direcciones hacia el gas. Un átomo que se mueve hacia un láser absorbe un fotón y se ralentiza. Luego libera un fotón en dirección aleatoria., Durante muchas repeticiones de absorción y emisión, el proceso reduce la velocidad de los átomos, y por lo tanto la temperatura.
el segundo método consiste en eliminar los átomos más calientes; se llama enfriamiento evaporativo. Durante esta etapa, una trampa magnética sostiene los átomos y se permite que los átomos de mayor energía escapen, reduciendo la energía total y, por lo tanto, la temperatura de la muestra.,
«no hay tiempo suficiente para explorar todas las cosas interesantes que el sistema puede revelar», dice Sandro Stringari, físico teórico de la Universidad de Trento, en Italia, que estudia superfluidos en BECs y otros materiales. Los superfluidos son una fase de la materia con viscosidad cero y entropía cero, lo que significa que hacen cosas sorprendentes, como escalar los lados de los vasos donde se mantienen. El comportamiento superfluido se ha asociado durante mucho tiempo con BECs, y la investigación de Stringari está señalando dónde comienza uno y dónde comienza el otro. «No creo que todo haya sido sondeado todavía», dice Proukakis., «Hay muchas fronteras.»
BECs nacieron de una carta. En 1924, el físico Indio Satyendra Nath Bose escribió a Albert Einstein, compartiendo sus ideas sobre una ley física existente que describe cómo la luz y la materia interactúan. «Aunque soy un completo extraño para ti, no siento ninguna vacilación en hacer tal solicitud», escribió Bose. «Todos somos tus alumnos aunque solo nos beneficiamos de tus enseñanzas a través de tus escritos» (7).
en su carta, Bose desafió la derivación de la ley, que usaba métodos estadísticos tradicionales para describir el comportamiento de partículas distintas., Pero la luz es transportada por fotones, que pueden describirse como partículas u ondas. Bose describió un nuevo enfoque para analizar partículas como fotones. Inspirado, Einstein ayudó a publicar el trabajo de Bose. Su colaboración condujo a una nueva herramienta-Bose-Einstein statistics–y la predicción de nuevos materiales, Bose-Einstein condensates.
hacer el material, como resultó, llevaría décadas. Eso se debe principalmente a la dificultad de lograr temperaturas tan bajas. En 1937, los físicos descubrieron la superfluidez en un isótopo de helio enfriado a 2.,2 Kelvin, y muchos físicos argumentaron que al menos parte de un superfluido consistía en BECs (8). Pero otros se mantuvieron escépticos, y el debate continuó. En una reunión de 1993 sobre el estado de la investigación de BEC, algunos físicos incluso argumentaron que los condensados cuánticos eran efectivamente imposibles de hacer; que a pesar de que la teoría apoyaba su existencia, el estado necesitaría un tiempo infinito para formarse.,
la primera demostración inequívoca de un BEC surgió 2 años después de esa reunión, en 1995, de los físicos Carl Wieman y Eric Cornell en JILA (anteriormente conocido como Joint Institute for Laboratory Astrophysics), un instituto de investigación en la Universidad de Colorado, Boulder (9). El primer BEC comprendía un gas de átomos de rubidio. «Eso abrió un nuevo campo en la física cuántica», dice Stringari. En pocos meses, el físico Wolfgang Ketterle, del Instituto de tecnología de Massachusetts, lideró el logro de BEC en sodio., En 2001, Wieman, Cornell y Ketterle compartieron el Premio Nobel de Física por su innovador trabajo.
siguieron más condensados. En 1998 los investigadores produjeron un BEC en hidrógeno. Desde entonces, los físicos han creado BECs a partir de átomos de otros metales, incluyendo litio, potasio, cesio, calcio, estroncio, cromo e iterbio. También han confirmado que «no hay tiempo suficiente para explorar todas las cosas interesantes que el sistema puede revelar.»- Sandro Stringarisuperfluid helio-4 tiene un componente BEC, como se ha hipotetizado durante mucho tiempo.,
Los físicos continúan sondeando BECs, dice Proukakis, porque después de décadas de ajustar sus métodos, los experimentos ofrecen un excelente control del material, y hacer BECs requiere equipos que se pueden comprar sin romper el presupuesto de un laboratorio de investigación. Las recompensas potenciales son altas: los experimentos creativos aíslan la física más interesante, mostrando nuevas rarezas a escala cuántica. «Se pueden manipular muy bien, experimentalmente, y aislar la física más interesante», dice Proukakis.