Los investigadores de este reciente estudio descubrieron que la radiación electromagnética fue capaz de generar fuerza entre átomos.
Estos físicos pertenecen a la Universidad de Innsbruck y han experimentado con átomos, logrando por primera vez polarizarlos creando una fuerza de atracción entre ellos.
En este mismo experimento, los científicos también consiguieron captar una luz que actuaba como pegamento para los átomos. El resultado fue una molécula débilmente unida.
Por lo general, los átomos se unen para formar moléculas por medio del intercambio de cargas que actúa como superpegamento. Pero, nunca lo habían conseguido de esta manera.
Los físicos conocían la capacidad de los campos electromagnéticos para alterar las cargas alrededor de los átomos. Entonces, para su experimento, decidieron generar una radiación electromagnética para alterar a los átomos y lograr enlazarlos.
Mediante la utilización de un campo electromagnético, los físicos descubrieron que la carga positiva en los átomos se movían ligeramente en una dirección. Sucedió casi lo mismo con la carga negativa, pero esta se movía en dirección contraria. Con esto consiguieron átomos polarizados.
Intentaron realizar un experimento similar, pero esta vez con átomos de rubidio ultrafríos para demostrar que la luz puede polarizarlos de la misma manera.
La luz hizo que los átomos neutros se volvieran un tanto pegajosos, generando una fuerza de atracción tan leve que los investigadores debieron tener mucho cuidado para medirla.
Si los átomos se mueven muy rápido, esa fuerza desaparece. Por esa razón, los investigadores usaron átomos ultrafríos.
Los investigadores no solo generaron radiación electromagnética para crear fuerza. Además, monitorearon el comportamiento de los átomos ante diferentes tipos de luz.
Experimentos con radiación, luz, átomos y fuerza
En reiterados experimentos, los físicos observaron a los átomos. Pero, primero debieron atraparlos con un campo electromagnético. El resultado fue la captura de una nube de 5 mil átomos de rubidio en un chip recubierto de oro.
Luego, procedieron a enfriar los átomos a temperaturas muy bajas, a −273 °C. Mediante este proceso alcanzaron la forma de un cuasicondensado. Esto permitió a los átomos de rubidio actuar en conjunto y compartir propiedades.
Posteriormente, los físicos los golpearon con un láser que logró que los átomos experimentaran diferentes tipos de fuerza.
Probaron apagar el campo electromagnético para observar qué sucedía con los átomos. Estos cayeron libremente durante unos 44 milisegundos antes de alcanzar el campo de luz láser. Allí, los investigadores pudieron capturar imágenes por medio de microscopía de fluorescencia de lámina de luz.
También consiguieron medir las diferentes densidades. Con las densidades altas, notaron que faltaban alrededor del 18% de los átomos. La principal hipótesis de esa ausencia fue que las colisiones causadas por la luz expulsaron los átomos de rubidio de su nube.
Por lo tanto, llevó a los investigadores a concluir que no solo la luz entrante influía en los átomos, sino que también la luz que se dispersaba entre ellos. Además, la luz generaba una polaridad en ellos.
Y, dependiendo del tipo de luz que se utilizara, los átomos podían ser atraídos o repelidos. Pero, tanto las luces altas como las bajas lograban resultados similares: los átomos se acumulaban.
Esto no quiere decir que la luz atrape a los átomos, sino que los atrae hacia regiones de máxima densidad de partículas.
Esta fuerza de atracción, aunque débil, podría ayudar a explicar cómo se forman las moléculas en el espacio.
Referencias:
Observation of Light-Induced Dipole-Dipole Forces in Ultracold Atomic Gases: https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.12.031018
Physicists Finally Measure a Long Theorized Molecule Made From Light And Matter: https://www.sciencealert.com/physicists-finally-measure-a-long-theorized-molecule-made-of-light-and-matter