Durante más de un siglo, la búsqueda de temperaturas cada vez más frías ha sido uno de los principales intereses de los físicos, lo que ha traído descubrimientos como la superfluidez, la superconductividad, el desarrollo de técnicas de enfriamiento por láser y la observación de los gases de Fermi superfluidos, entre otros logros.
Ahora, con la finalidad de estudiar el comportamiento de los átomos ultrafríos, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés), está enviando un aparato a la Estación Espacial Internacional (ISS con el fin de crear un punto 10 mil millones de veces más frío que el espacio profundo.
Su nombre es Cold Atom Laboratory (CAL), su tamaño es el de un cofre y su función será producir nubes de átomos ultracongelados llamados ‘Condensados de Bose-Einstein’ (BEC), que enfriados a una fracción por encima del cero absoluto, demuestran características cuánticas en tamaños relativamente grandes que serán estudiadas por los investigadores.
Para lograrlo, será combinado el uso de láseres e imanes que enfriarán y desacelerarán la nube de átomos a apenas una fracción por encima del cero absoluto, también llamado cero Kelvin (-273.15 grados Celsius). Esta es la temperatura más baja del Universo e imposible de alcanzar, ya que en este punto los átomos detienen su movimiento.
Lo que quiere hacer la NASA con el CAL es enfriar las nubes de átomos a solo una décima parte de billón de un grado por encima del cero absoluto, lo que hará que los átomos se muevan muy despacio como para mostrar fenómenos cuánticos microscópicos.
A pesar de que los BEC pueden ser creados en la Tierra, la gravedad los arrastra rápidamente y solo pueden ser observados por fracciones de segundo. En este sentido, el entorno de microgravedad dentro del ISS superará este problema y permitirá a los científicos operar el cargamento de manera remota para observar estos átomos durante 10 segundos.
Las aplicaciones científicas posteriores a esta observación son diversas. La principal tiene que ver con el concepto ‘superfluido’, otra manera de llamar a los BEC, y que es un tipo de fluido con viscosidad cero. Este aparato ayudará a los expertos a comprenderlos mejor.
En este sentido, Anita Sengupta, gerente de proyectos de CAL, afirmó:
Si tuvieras agua superfluida e hicieras girar un vaso, giraría para siempre (…) No hay viscosidad para desacelerar y disipar la energía cinética. Si podemos comprender mejor la física de los superfluidos, posiblemente podamos aprender a utilizarlos para una transferencia de energía más eficiente.
Asimismo, Sengupta reveló que este avance podría permitir mejorar la superconductividad y optimizar los dispositivos superconductores de interferencia cuántica, los ordenadores cuánticos y relojes atómicos refrigerados a través de láser, además de permitir la observación de fenómenos cuánticos nunca antes observados.
Finalmente, se conoció que el lanzamiento de la herramienta está programado para el día de hoy, y que también podría ayudar a comprender la energía oscura, una fuerza desconocida que acelera la expansión del Universo.