La estación espacial de China enfría átomos a 9,7 picokelvin, un récord histórico

Científicos a bordo de la estación espacial Tiangong de China han enfriado una nube de átomos de rubidio a 9,7 picokelvin, o 9,7 billonésimas de un kelvin por encima del cero absoluto, según una investigación publicada en la revista Science. Esta temperatura es la temperatura equivalente más baja reportada para un gas de átomos.

El experimento

El experimento tuvo lugar en el rack de física de átomos fríos dentro del módulo de laboratorio Mengtian de la estación espacial de China. Los investigadores atraparon aproximadamente 2 millones de átomos de rubidio en una trampa interna de 54 micrómetros de ancho, con láseres que alcanzaron los 5 vatios. Luego redujeron la potencia a 0,2 milivatios, permitiendo que los átomos más energéticos escaparan y enfriando los 2.000 átomos restantes a 3 nanokelvins. Los átomos luego se permitieron expandirse en una trampa más ancha de 124 micrómetros de ancho, reduciendo aún más sus interacciones y enfriándolos a una temperatura equivalente de 10 picokelvin, con velocidades inferiores a 200 micrómetros por segundo.

Los átomos formaron un condensado de Bose-Einstein, un estado cuántico de la materia en el que los átomos adoptan el mismo estado cuántico y actúan como una sola entidad. La nube se observó expandiéndose durante siete segundos después de ser liberada de la trampa.

Resultados anteriores

Los condensados de Bose-Einstein en el espacio se habían creado previamente en la Estación Espacial Internacional a temperaturas efectivas tan bajas como 52 picokelvins. Un experimento en la Tierra en el que los átomos se dejaron caer por una torre para inducir la ingravidez alcanzó los 38 picokelvins. Los experimentos en torres de caída están limitados por la duración de la caída libre, lo cual no es un problema para los experimentos en órbita terrestre.

Por qué importa

La combinación de microgravedad y temperaturas ultracalientes permite que los átomos se mantengan con una contención mucho más débil, lo que posibilita temperaturas más bajas y tiempos de observación más prolongados. Los experimentos en tierra pueden observar átomos durante aproximadamente 0,05 segundos, la Estación Espacial Internacional durante aproximadamente un segundo, y la estación espacial de China ahora durante siete segundos. Los investigadores dicen que tiempos de observación más largos podrían mejorar la precisión de los interferómetros atómicos y apoyar experimentos que prueban si la gravedad tira de todos los tipos de átomos con la misma fuerza.

Fuentes (en inglés)

• sciencenews.org: Record-low temperature created on China’s space station
• science.org: China space experiment creates coldest temperature ever | Science | AAAS
• news.cgtn.com: China's space station creates coldest known artificial matter
• chinadaily.com.cn: China sets world record for coldest temperature aboard space station - Chinadaily.com.cn
• globaltimes.cn: China creates the coldest man-made matter ever aboard the China Space Station - Global Times
• martincid.com: China’s space station chilled atoms to 9.7 picokelvin, the coldest on record – Martin Cid Magazine

Traducción con IA del artículo original en inglés, revisada automáticamente para que diga lo mismo que el original. Las fuentes fueron verificadas en inglés.