Investigadores de la Universidad de Columbia logran crear un condensado de Bose-Einstein con moléculas de sodio-cesio, marcando un hito en la física cuántica
Un equipo de investigadores ha dado un salto revolucionario en la física cuántica al trabajar con uno de los estados más enigmáticos de la materia, la del condensado de Bose-Einstein (BEC). Este logro, liderado por científicos de la Universidad de Columbia, supone un avance que promete nuevas perspectivas en este campo.
El condensado de Bose-Einstein, considerado el quinto estado de la materia, se forma cuando un grupo de partículas se enfría hasta casi el cero absoluto. En estas condiciones, las partículas comienzan a comportarse como una sola entidad, con propiedades cuánticas compartidas que no se encuentran en otros estados como los sólidos, líquidos, gases o plasmas.
El equipo de Columbia, en colaboración con la Universidad de Radboud, ha conseguido algo sin precedentes, poder estabilizar un BEC molecular a temperaturas de tan solo cinco nanokelvin por encima del cero absoluto, utilizando moléculas de sodio-cesio. Esto no solo confirma décadas de teorías, sino que también abre nuevas puertas para investigar formas exóticas de materia.
¿Qué hace especial este descubrimiento?
Para alcanzar este estado tan singular, los investigadores utilizaron una innovadora técnica basada en campos de microondas, publicando los resultados del estudio en la revista Nature. Este enfoque no solo ayudó a enfriar el sistema, sino que también protegió a las moléculas de colisiones que podrían haber desestabilizado el condensado.
El físico Tijs Karman, de la Universidad de Radboud, explicó que las microondas actúan como una especie de «escudo protector», eliminando las partículas más calientes y dejando solo las más frías para formar el condensado.
«Hemos desarrollado esquemas para controlar las interacciones, los hemos probado teóricamente y los hemos implementado en el experimento. Ha sido realmente asombroso observar cómo estas ideas para el ‘blindaje’ de microondas se materializan en el laboratorio», comentó Karman en un comunicado de prensa de la universidad.
Este nuevo BEC no es cualquier condensado. Se trata de un sistema dipolar, lo que significa que las moléculas tienen propiedades de polarización, con cargas positivas y negativas coexistiendo de manera controlada. Esto abre la puerta a investigar estados aún más extraños, como fases cristalinas autoorganizadas o líquidos de espín en redes ópticas.
El BEC dipolar también ofrece una plataforma única para explorar cómo las partículas interactúan en condiciones extremas, proporcionando información valiosa para el desarrollo de tecnologías avanzadas como la computación cuántica o materiales con propiedades inusuales.
La idea detrás del condensado de Bose-Einstein no es nueva. En los años 20, Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que enfriando partículas a temperaturas extremadamente bajas, estas podrían «fusionarse» en un estado cuántico colectivo. Sin embargo, no fue hasta los años 90 cuando esta teoría pudo ser comprobada experimentalmente con átomos simples.
Ahora, casi un siglo después, el trabajo con moléculas más complejas como el sodio-cesio marca una evolución importante en esta línea de investigación, llevando el concepto de BEC a un nivel completamente nuevo.
Este descubrimiento no solo es un triunfo para la ciencia básica, sino que también tiene implicaciones prácticas. Según los investigadores, los avances logrados con este sistema podrían servir como base para desarrollar tecnologías futuristas que aprovechen las propiedades únicas de la materia en estados extremos.
Fuente: computerhoy.20minutos.es