Nueva técnica de enfriamiento extremo mediante ondas de materia



Mediante diferentes avances tecnológicos se logro producir, mediante enfriamiento por láser, muestras de átomos ultrafríos. Esto significa llegar casi al límite mismo de la temperatura más fría que permiten las leyes de la física, hecho que revolucionó la física atómica experimental, y permitió construir dispositivos portentosos, desde relojes atómicos (que son el corazón del Sistema de Posicionamiento Global (GPS)) hasta otros más experimentales y del todo nuevos, como son algunas de las piezas que se necesitarán para fabricar una computadora cuántica.

 

El concepto de enfriamiento por láser puede sonar inverosímil, por cuanto un rayo láser tiende a calentar todo aquello que toca, no a enfriarlo. Sin embargo, a escala atómica, es factible empujar átomos y moléculas del modo deseado utilizando impactos leves producidos por una corriente constante de fotones (partículas de luz), emitidas por un láser. Usando haces láser para, por ejemplo, golpear desde direcciones opuestas los átomos seleccionados, se puede reducir la velocidad de sus movimientos. Las técnicas láser de este tipo son conocidas como enfriamiento por láser, porque la temperatura es una medida directa de las velocidades del movimiento de un grupo de moléculas o átomos. En ese sentido, reducir los movimientos de los átomos hasta por ejemplo dejarlos casi inmóviles es equivalente a bajar sus temperaturas hasta casi el Cero Absoluto (273 grados centígrados bajo cero), la temperatura más fría que puede existir.

 

Sin embargo, las técnicas láser actuales que se emplean comúnmente para enfriar átomos desde la temperatura ambiente hasta muy cerca del Cero Absoluto están limitadas a átomos con una estructura electrónica idónea. Como resultado de ello, solo una pequeña parte de los elementos atómicos, junto con unas cuantas moléculas diatómicas, han sido enfriadas de esta manera.

El equipo de Alex Dunning, de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, ha demostrado por vez primera un nuevo método de enfriamiento por láser, basado en la interferencia de ondas de materia, que podría emplearse para enfriar moléculas. En una serie de experimentos, estos científicos han proporcionado la primera demostración del concepto en que se basa esta nueva técnica de enfriamiento por láser. El concepto tiene su origen en una propuesta que en el año 2000 hicieron Martin Weitz y Ted Hänsch, y que teóricamente es aplicable a átomos y moléculas hasta ahora fuera del alcance del enfriamiento convencional por láser.

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