UNAM produce estado ultrafrío de la materia por primera vez en Latinoamérica.

UNAM produce estado ultrafrío de la materia por primera vez en Latinoamérica.

Por primera vez en México y América Latina, investigadores del Instituto de Física (IF) de la UNAM, lograron producir el condensado de Bose-Einstein, un estado de la materia que se logra a una temperatura ultrafría, apenas por encima del cero absoluto, y permite a los científicos estudiar propiedades cuánticas en el mundo macroscópico o visible. El experimento, realizado por Jorge Amin Seman Harutinian con sus colaboradores y alumnos del Laboratorio de Materia Ultrafría, adscrito al Laboratorio Nacional de Materia Cuántica (Lanmac) con sede en el IF, coloca a México a la vanguardia en la investigación del área y es un paso importante para incidir en el conocimiento de la materia cuántica, afirmó Manuel Torres Labansat, director del IF.
El estudio de la materia cuántica representa un cambio de paradigma, pues implica entender de una nueva forma como funciona la naturaleza, informó la máxima casa de estudios en un comunicado. El estudio de Seman y su grupo, detalló Rocío Jáuregui, responsable técnica del Lanmac, es muestra de lo que se pretende hacer en esta iniciativa nacional. “El objetivo en estos laboratorios es controlar el estado de la materia y de la luz, porque es interacción radiación con materia, a un nivel óptimo. Una vez que controlas, significa que entiendes, entonces propones e intentas desarrollar tecnologías cuánticas”. Jorge Seman comentó en este sentido “estamos contentos con el resultado, que nos coloca en un punto privilegiado en el que podemos hacer contribuciones científicas interesantes”. El especialista detalló que además de analizar el comportamiento de la materia a nivel cuántico, en el futuro el entendimiento de este estado de la materia tendrá entre sus aplicaciones estudios de turbulencia, desarrollo de sensores de gravedad y control del tiempo, que ya usan tecnologías basadas en átomos fríos para los relojes atómicos, los más precisos desarrollados hasta ahora para sistemas de posicionamiento global (GPS).
Tras montar el experimento y aplicar varias técnicas de enfriamiento, los físicos lograron reducir la temperatura de un gas diluido, compuesto por unas 40 mil moléculas de litio a la baja temperatura de 20 nanokelvin, es decir, a 20 mil millonésimas de grado por encima del cero absoluto. A esta temperatura tan baja el comportamiento del gas cambia completamente, dando origen a un fenómeno conocido como condensación de Bose-Einstein. En la década de los 20 del siglo XX, los físicos Satyendra Bose y Albert Einstein estudiaron de manera teórica el comportamiento de un gas diluido conforme cambia su temperatura.
A temperatura ambiente (alta), por ejemplo, los átomos que componen al gas tienen valores de energía diferentes entre sí. Algunos pueden moverse rápidamente, otros con mayor lentitud; cada átomo se comporta de forma más o menos independiente. Bose y Einstein descubrieron que al reducir la energía del gas por debajo de cierto valor de temperatura, el sistema entraría en un extraño estado en el que todos los átomos tendrían exactamente el mismo valor de energía, por lo que se comportarían de manera idéntica y coherente. En consecuencia, las propiedades cuánticas de cada átomo se manifiestan a escala macroscópica.
El experimento está conectado a una computadora que permite automatizar todo el proceso experimental de producción del condensado, y también visualizar y estudiar el comportamiento del gas. Una de las consecuencias más impactantes del comportamiento colectivo de las moléculas es el fenómeno conocido como “superfluidez”, que tiene como consecuencia que el gas pierda su viscosidad, por lo que puede fluir sin ninguna resistencia. Aunque la condensación de Bose-Einstein y la superfluidez no son el mismo fenómeno, la segunda ocurre en la primera. “Pero ambos son fenómenos cuánticos macroscópicos y muchas veces se presentan juntos”, puntualizó Seman.
Este trabajo tiene apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), de la UNAM y de cada una de las instituciones que aceptan poner un laboratorio. Cuenta con 11 grupos experimentales y una docena de físicos teóricos”, comentó Rocío Jáuregui.

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