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Se abre un nuevo capítulo en la física: científicos encuentran el quinto estado de la materia

Científicos de la Universidad de Columbia han logrado crear un condensado de Bose-Einstein (BEC) utilizando moléculas de sodio-cesio (NaCs).

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El condensado ultrafrío de Bose-Einstein (BEC), el quinto estado de la materia, ha sido fundamental para descubrir los secretos de la física cuántica. 

Recientemente, científicos de la Universidad de Columbia lograron crear el BEC molecular de sodio-cesio dispolar, un avance que abre nuevas perspectivas en el estudio de la materia exóticas

El avance se logró mediante el uso de dos campos de microondas para inducir este estado. En primera instancia, el condensado se mantuvo estable durante dos segundos completos. 

 Condensado molecular de sodio-cesio: un nuevo hito en la física cuántica. Fuente: Wikimedia. 

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Un nuevo hito en la física cuántica

A mediados de 1920, Satyendra Nath Bose Albert Einstein colaboraron para teorizar un estado cuántico de la materia que más tarde llevaría sus hombres:  el condensado de Bose-Einstein (BEC).

En el pasado, los científicos teorizaron que enfriar las partículas a temperaturas extremadamente bajas, cercanas a cero absoluto, y mantener densidades muy bajas, podrían formar un sistema donde todas las partículas compartieran propiedades de manera única

Casi siete décadas después, investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder confirmaron que tenían razón. 

Recientemente, físicos de la Universidad de Columbia y la Universidad de Radboud lograron generar un condensado de sodio-cesio que se mantiene apenas cinco nanokelvin por encima del cero absoluto.

Además de la temperatura extremadamente baja, lo más notable es que el BEC resultante exhibe una naturaleza dipolar, lo que significa que muestra polarización con cargas tanto positivas como negativas.

Condensado de sodio-cesio abre nuevas posibilidades para la materia. Fuente: Will Lab  / Columbia University. 

Un nuevo estado de la materia creado utilizando microondas

El nuevo estado de la materia, conocido como condesado de Bose-Einstein dipolar (BEC dipolar), se crea enfriando un gas de moléculas a temperaturas cercana a cero absoluto. En este estado, las moléculas se comportan como una sola entidad y exhiben propiedades cuánticas únicas. 

En este contexto, las microondas fueron empleadas de manera innovadora. Tijs Karman, físico de la Universidad de Radboud, sugirió que podrían actuar como escudos protectores, preservando a las moléculas de colisiones que podrían causar pérdidas, mientras que eliminan de manera selectiva las moléculas más calientes de la muestra, logrando un efecto de enfriamiento.

En investigaciones anteriores, el equipo exploró esta técnica y confirmó su eficacia para integrar un segundo campo de microondas para optimizar la producción del condensado de Bose-Einstein.

"Hemos ideado esquemas para controlar las interacciones, los hemos probado en teoría y los hemos implementado en el experimento. Ha sido realmente una experiencia increíble ver cómo estas ideas para el 'blindaje' de microondas se realizan en el laboratorio", explicó Tijs Karman. 

De acuerdo con los científicos, esta creación permitirá en el futuro explorar diferentes formas exóticas, "gotas dipolares exóticas, fases cristalinas autoorganizadas y líquidos de espín dipolar en redes ópticas". 


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