China logró enfriar átomos a un récord histórico en el espacio
Investigadores en la estación espacial Tiangong consiguieron enfriar átomos de rubidio a 9,7 picokelvin, acercándose al cero absoluto gracias a las condiciones de microgravedad.
Un equipo de científicos de China alcanzó un hito significativo en la estación espacial Tiangong al reducir la energía de una nube de átomos a niveles nunca antes registrados. El experimento, cuyos resultados fueron publicados en la revista Science, logró situar la materia a una fracción mínima por encima del cero absoluto.
En concreto, los investigadores obtuvieron una nube de aproximadamente 20.000 átomos de rubidio con una temperatura cinética equivalente de 9,7 picokelvin. Esta marca representa apenas 9,7 billonésimas de kelvin por encima del cero absoluto, fijado en los −273,15 °C. Para concretar el proceso, los especialistas trabajaron con un condensado de Bose-Einstein, un estado en el que los átomos comparten la misma condición cuántica.
El método para alcanzar temperaturas extremas
El procedimiento requirió combinar diversas metodologías de enfriamiento atómico. En una primera etapa, el equipo empleó haces de luz láser para confinar la materia dentro de una trampa óptica y ejecutó un enfriamiento evaporativo, que permite liberar a los átomos con mayor energía para disminuir la energía media de los restantes.
Posteriormente, trasladaron la nube a una nueva configuración óptica y redujeron paulatinamente el confinamiento en un procedimiento de dos fases. La etapa final, denominada expansión no adiabática, sirvió para disminuir todavía más el movimiento de la nube de átomos.
El rol clave de la microgravedad
La realización del experimento en la órbita terrestre resultó determinante. En la Tierra, la gravedad dificulta el uso de trampas atómicas débiles y acorta el tiempo disponible para observar la materia tras liberarla. Según datos de la Universidad de Pekín, las condiciones de microgravedad en la estación Tiangong permitieron estudiar la expansión libre de la nube durante un lapso de siete segundos, velocidad a partir de la cual se determinó la temperatura cinética equivalente.
Avances en comparación con estudios previos
Este resultado supera las marcas anteriores alcanzadas en instalaciones terrestres. En 2021, un grupo de científicos en Alemania había logrado una temperatura equivalente de 38 picokelvin utilizando una torre de caída libre, según se detalló en la publicación Physical Review Letters. El nuevo registro chino representa aproximadamente una cuarta parte de aquel valor, con una incertidumbre estimada de +3,2 y −2,7 picokelvin.
La investigación se suma a los trabajos en el estudio de gases cuánticos en el espacio, área en la que la NASA también viene trabajando mediante la producción de condensados de Bose-Einstein en la Estación Espacial Internacional.