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Un instrumento enviado a la Estación Espacial Internacional alcanzará temperaturas cercanas al cero absoluto (-273ºC)

El lugar más frío del Universo conocido

Creéis que hace frío. En estos días de febrero las ciclogénesis explosivas, ese fenómeno metereológico completamente nuevo (sin duda, consecuencia directa del cambio climático y de la gestión de Zapatero), se suceden una tras otra en nuestro país. Y el resto del hemisferio norte también parece congelado. Recibimos noticias de olas de frío en Norteamérica, donde se están alcanzando temperaturas de hasta -40°C. Esto aún está lejos del récord mundial por la parte de abajo del termómetro, -91,2°C, medidos el año pasado en la Cúpula Fuji, una estación japonesa en la Antártida.

Sin embargo, eso no es nada si lo medimos en términos absolutos. Porque existe un límite al frío que puede hacer: el cero absoluto. Este representa la temperatura mínima que puede llegar a alcanzarse no ya en nuestro planeta, sino en todo el Universo. Para los físicos, explicado un poco a lo bruto, la temperatura no es más que una medida del movimiento. Todas las partículas están siempre moviéndose, incluso las que forman los objetos sólidos. En todo momento están vibrando. Cuanto más rápido lo hagan, mayor es su temperatura. Pues bien, en el cero absoluto este movimiento, esta vibración, cesa por completo.

El cero absoluto se alcanza a los -273,15°C. O 0 Kelvin, expresado en la escala de temperatura que empieza a contar en él.  Esto son casi 200 grados menos del récord logrado en condiciones naturales en la superficie de La Tierra. Es lógico que esté tan lejos. Nuestro planeta está cerca de una estrella y cuenta con una atmósfera que retiene el calor, incluso en los polos. La única forma de acercase a los 0 Kelvin es en condiciones de laboratorio. Pero ¿para qué íbamos a querer hacerlo? Pues muy sencillo: porque a temperaturas tan bajas pasan cosas.  Las reglas de la física clásica dejan de regir y entra en acción la esquiva física cuántica. De hecho, los científicos ni siquiera están seguros de se pueden encontrar. Y por eso han desarrollado el Cold Atom Lab (Laboratorio de Átomos Fríos), que será enviado a la Estación Espacial Internacional (ISS) en 2016. Con él esperan alcanzar temperaturas a solamente 100 picokelvins. Es decir, a 100×10-12 Kelvin, a una diezmilmillonésima de grado del cero absoluto).

cold atom lab

Acercarse al cero absoluto a varios grados no es tan difícil en la actualidad. De hecho, en el espacio, donde apenas hay partículas de ningún tipo, se está a 2,7 Kelvin (-270,45° C). Pero a esa temperatura aún hace calor y la física sigue funcionando como debe. Es relativamente sencillo alcanzar 0,3 Kelvin por medio de un refrigerador de dillución, que es el método empleado en los ordenadores cuánticos experimentales. Otro forma de conseguirlo es el enfriamiento por láser, aunque este método tiene un serio inconveniente. La fuerte gravedad de nuestro planeta produce efectos indeseados sobre la muestra enfriada, de manera que hay que contrarrestarla con potentes campos magnéticos. Todo esto hace poco práctico emplearlo… al menos sobre la superficie de La Tierra.

El enfriamento por láser puede resultar muy efectivo en las condiciones de microgravedad de la ISS, donde bastarían unas sujeciones sencillas para mantener la muestra en su sitio mientras el láser la enfría. Tanto que, tal y como asegura la NASA en la genial frase que he empleado como titular, la Estación Espacial se convertirá en el lugar más frío del Universo conocido.¿Y qué esperan encontrar allí? Los científicos quieren observar un condensado de Bose-Einstein gracias al Cold Atom Lab. Un estado de la materia a bajas temperaturas en el esperan poder observar la física cuántica, perteneciente a un reino más allá de lo microscópico, a tamaño macroscópico. Conseguir que esas fantasmagóricas partículas elementales llamadas bosones, quarks, gluones y demás se dejen ver en el “mundo real”

Imagen de portada (ISS): Fuente: Wikimedia Creative Commons. Autor: NASA

Imagen secundaria (esquema del Cold Atom Lab): Autor: Jet.Propulsion Laboratory

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