En la Estación Espacial Internacional hay un laboratorio diseñado aproximadamente del tamaño de un refrigerador pequeño que fabrica algunas de las cosas más frías del universo. Se llama Cold Atom Lab y, desde hace algún tiempo, los científicos han estado utilizando esta cámara para investigar las extrañas propiedades cuánticas de los átomos en microgravedad. Pero el miércoles (15 de noviembre) anunciaron que habían alcanzado un hito.
Operado de forma remota por un equipo del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en California, el Cold Atom Lab produjo formalmente un gas cuántico que consta de dos tipos de átomos. Esto podría eventualmente abrir la puerta a experimentos espaciales completamente nuevos en química cuántica.
Cuando se piensa en los estados de la materia, el gas, el líquido, el sólido y el plasma son los cuatro más populares, pero también existe un quinto estado de la materia inusual. Condensado de Bose-Einsteinque fue descubierto por primera vez en la década de 1990.
Este estado no se encuentra en la naturaleza, pero los científicos pueden crearlo. Los condensados de Bose-Einstein se producen en laboratorios ultrafríos como el Cold Atom Lab, donde láseres o imanes llevan los átomos a cerca del cero absoluto, o -459 grados Fahrenheit (-273 grados Celsius). Es la temperatura más fría del universo. En este estado, los átomos se ralentizan, chocan con sus bordes y los científicos pueden observar efectos cuánticos que normalmente son muy difíciles de investigar.
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En la Tierra, la gravedad hace que los condensados de Bose-Einstein se disipen cuando se apagan los imanes o láseres súper fríos de la cámara experimental. Sin embargo, esto no sucederá en el entorno de microgravedad del espacio. Como tal, los científicos Bose-Einstein creó condensados En 2018, por primera vez en el Cold Atom Lab, se instaló la cámara de Sal en la ISS. y en durante añoshan estudiado el fenómeno con gran eficacia.
Pero ahora, los investigadores han demostrado que pueden crear un gas cuántico no sólo con uno, sino con dos tipos de átomos. En este caso lo consiguieron con una nube de potasio-rubidio. Según JPL anuncioEl trabajo futuro con este tipo de gas cuántico podría utilizarse para ayudar a desarrollar tecnologías cuánticas espaciales que ya existen en la Tierra.
«Podemos crear sensores que sean muy sensibles a pequeñas rotaciones y esencialmente utilizar estos átomos fríos en el condensado de Bose-Einstein para fabricar giroscopios», dijo Nicholas Bigelow, profesor de física y óptica en la Universidad de Rochester. declaración. Es coautor de Nuevos descubrimientos.
«Este giroscopio puede darnos un punto de referencia fijo en el espacio que puede usarse para la navegación en el espacio profundo», dijo Bigelow. «También estamos desarrollando muchas cosas que pueden conducir a mejores relojes en el espacio, que son importantes para muchas cosas en la vida moderna, como Internet de alta velocidad y GPS».
Los investigadores también creen que futuros experimentos en el Cold Atom Lab podrían ayudarles a probar el principio de equivalencia, que es fundamental para la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Este principio sostiene que la gravedad debe afectar a todos los objetos de la misma manera, sin importar su masa. En otras palabras, una pluma y un ladrillo deben moverse al mismo ritmo, al menos en el vacío, donde no hay fricción.
Los científicos tienen dificultades para resolver este principio con leyes. mecánica cuántica, que describe cómo funcionan los objetos más pequeños conocidos en el universo. Es posible que puedan probarlo con mayor precisión en experimentos cuantitativos en el espacio.
El 15 de noviembre se publicó un artículo que detalla estos hallazgos en la revista Nature.
Actualización 17/11: Aquí están los casos conocidos del caso fuera de los cinco anteriores. Este artículo está diseñado para reflejar eso.
