Física

Enfriamiento por laser lleva a objetos grandes cerca del cero absoluto


(NC&T) Este estudio marca la temperatura más fría alcanzada hasta el momento en un objeto de ese tamaño enfriado por láser. Aunque el equipo de la investigación no ha alcanzado todavía las temperaturas más bajas necesarias para observar efectos cuánticos, la técnica es lo bastante prometedora como para que resulte previsible que con ella se logrará confirmar experimentalmente, por vez primera, que los objetos macroscópicos obedecen las leyes de la mecánica cuántica tal como lo hacen los átomos.

La investigación fue realizada por científicos del MIT, el Caltech, el Observatorio LIGO en Hanford y el Instituto Albert Einstein en Alemania.

La teoría cuántica fue desarrollada para explicar la inesperada conducta atómica que no podía ser explicada por la mecánica clásica. Sin embargo, los objetos grandes no se comportan según la mecánica cuántica porque están demasiado calientes, con lo cual la energía térmica altera los efectos cuánticos, y las interacciones son gobernadas por la mecánica clásica, incluyendo las fuerzas gravitatorias y el electromagnetismo.

Para observar los efectos cuánticos en los objetos grandes, estos deben enfriarse hasta muy cerca del cero absoluto. Temperaturas tan bajas sólo pueden ser alcanzadas manteniendo la estructura de los objetos tan inmóvil como sea posible. En el cero absoluto (0 grados Kelvin, o 273 grados Celsius bajo cero), los átomos pierden toda la energía térmica y sólo tienen su movimiento cuántico.

Enfriamiento por laser
Científicos trabajando en el sistema láser de enfriamiento. (Foto: Donna Coveney)
Los investigadores bajaron la temperatura de un espejo del tamaño de una moneda hasta 0,8 grados Kelvin. A esa temperatura, el movimiento que posee la estructura del espejo de 1 gramo es tan lento que con esa velocidad necesitaría 13 mil millones de años (la edad del universo) para dar una vuelta alrededor de la Tierra.

El equipo continúa refinando la técnica, y cada vez ha logrado temperaturas más bajas. Pero para observar el comportamiento cuántico en un objeto de ese tamaño, los investigadores necesitan lograr una temperatura que es todavía muchos órdenes de magnitud más fría que la alcanzada.


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