MADRID, 7 de marzo de 2017.- La NASA pretende crear el lugar más frío del Universo en la Estación Espacial Internacional (ISS). Con ese objetivo, el próximo mes de agosto enviará a la plataforma orbital una caja del tamaño de una nevera llamada Cold Atom Laboratory (CAL). El instrumento utilizará un láser para congelar átomos de gas a una mil millonésima de grado por encima del cero absoluto, más de 100 millones de veces más frío que las profundidades del espacio. Estos experimentos, en los que participará el premio Nobel Eric Cornell, uno de los «padres» de los condensados Bose-Einstein (un raro estado de la materia), ayudarán a desarrollar tecnologías como sensores, ordenadores cuánticos y relojes atómicos, y podrán arrojar luz sobre la misteriosa y esquiva energía oscura.
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| lustración de un chip atómico para uso en el Cold Atom Laboratory de la NASA a bordo de la Estación Espacial Internacional. (NASA) |
El Cold Atom Laboratory (CAL) ha sido desarrollado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California. Dentro de esa caja, un láser, una cámara de vacío y un «cuchillo» electromagnético serán utilizados para anular la energía de las partículas de gas, ralentizándolas hasta que estén casi inmóviles.
Los átomos se enfriarán a temperaturas extremas dentro del CAL. Entonces podrán formar un estado distinto de la materia conocido como condensado de Bose-Einstein. En este estado, las reglas conocidas de la física retroceden y la física cuántica comienza a imponerse. La materia empieza a comportarse de otra forma, menos como partículas y más como ondas. Las filas de átomos se moverán en concierto unas con otras como si estuvieran montando un tejido en movimiento. Estas misteriosas formas de onda nunca se han visto a temperaturas tan bajas como las que logrará CAL.
Será la primera vez que la NASA observe los condensados de Bose-Einstein en el espacio. En la Tierra, la fuerza de la gravedad hace que los átomos se asienten continuamente hacia el suelo, lo que significa que por lo general sólo son observables durante fracciones de segundo.
Pero en la Estación Espacial Internacional, los átomos ultra-fríos pueden mantener sus formas de onda durante más tiempo mientras están en caída libre. No es mucho, tan solo de cinco a diez segundos, pero el desarrollo futuro de las tecnologías podría permitir que duren cientos de segundos.
Los condensados de Bose-Einstein son un «superfluido», una especie de fluido con viscosidad cero, donde los átomos se mueven sin fricción, como si todos fueran una única sustancia sólida. «Si uno tuviera un agua superfluida y la hiciera girar en un vaso, giraría siempre», dice Anita Sengupta, del JPL, directora del proyecto CAL. «No hay una viscosidad para reducir la velocidad y disipar la energía cinética. Si podemos entender mejor la física de los superfluidos, posiblemente podremos aprender a utilizarlos para una transferencia de energía más eficiente».
Ordenadores cuánticos
Cinco equipos científicos planean llevar a cabo experimentos utilizando el CAL. Entre ellos se encuentra Eric Cornell, de la Universidad de Colorado, Boulder y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. Cornell es uno de los ganadores del Premio Nobel que crearon por primera vez condensados de Bose-Einstein en un entorno de laboratorio en 1995. Los resultados de estos experimentos podrían conducir a una serie de tecnologías mejoradas, incluyendo sensores, ordenadores cuánticos y relojes atómicos utilizados en la navegación naves espaciales.
Y no solo eso. El experimento también puede ayudar en la dificultosa carrera por detectar la energía oscura. Los modelos actuales de la cosmología dividen el Universo en aproximadamente un 27% de materia oscura, un 68% de energía oscura y un 5% de materia ordinaria. «Esto significa que incluso con todas nuestras tecnologías actuales, todavía estamos ciegos ante el 95% del Universo», explica Kamal Oudrhiri, del JPL. «Al igual que una nueva lente en el primer telescopio de Galileo, los átomos fríos ultrasensibles en el Átomo Lab Cold tienen el potencial de desbloquear muchos misterios más allá de las fronteras de la física conocida», señala.
El científico del proyecto CAL Robert Thompson, del JPL, se expresa de la misma forma: «El estudio de estos átomos hiper-fríos podría cambiar la forma de nuestra comprensión de la materia y la naturaleza fundamental de la gravedad». A su juicio, «los experimentos nos darán una idea de la gravedad y la energía oscura, algunas de las fuerzas más dominantes en el Universo».
Ya en las etapas finales de ensamblaje, esta «nevera» realmente fría volará a la ISS en agosto a bordo de una nave de la compañía privada SpaceX. (Judith de Jorge Gama / ABC)
