Por primera vez, se enfrían moléculas a temperaturas cercanas al cero absoluto

Ilustración de moléculas. /Pixabay

Hace décadas, el enfriamiento de los átomos individuales cerca del cero absoluto abrió un nuevo mundo de investigación para los físicos de partículas. Ahora, un proceso de enfriamiento con láser ha permitido a los físicos enfriar moléculas a una temperatura no lograda con anterioridad. Este avance también podría proporcionar un terreno fértil para aprender más sobre cómo se comportan los átomos cuando se unen como moléculas.

Una partícula en movimiento es una partícula caliente, es decir, para enfriar un átomo o una molécula se necesita ralentizarla. Aunque se había conseguido con átomos previamente, unidos en sistemas más complejos, los átomos simplemente no responden con la misma fiabilidad a los mismos trucos de enfriamiento. El equipo del Centro para la Materia Fría del Laboratorio Blackett del Imperial College de Londres (Reino Unido) describe la técnica de dos pasos que utilizaron para lograrlo en un artículo publicado en la revista Nature Physics. Los científicos trabajaron con moléculas de monofluoruro de calcio, utilizando imanes para mantenerlos en su lugar y láseres para ralentizarlos.

El equipo utilizó una forma adaptada de refrigeración de Sísifo, en la que dos láseres se disparan directamente entre sí, creando un campo electromagnético. Este campo electromagnético causa un esfuerzo constante en las moléculas, lo que agota su energía y así se enfrian. En la mitología griega, el rey Sísifo fue condenado eternamente a empujar una roca por una montaña solo para que rodara hacia abajo. Esto explica por qué esta rutina de ejercicios de agotamiento lleva su nombre.

Utilizando los métodos combinados, los investigadores fueron capaces de enfriar las moléculas hasta 50 microkelvin, o 50 millonésimas de un grado por encima del cero absoluto, umbral que se encuentra en 0 grados Kelvin (K), es decir, -273,15ºC. Este récord todavía está lejos de lo frío que pueden alcanzar los átomos individuales, pero supera la marca anterior de 400 microkelvin logrado con moléculas de fluoruro de estroncio.

Este esfuerzo se ha hecho porque, según los investigadores, las moléculas a una temperatura tan fría son más fáciles de estudiar. El enfriamiento de átomos, aseguran, les ha permitido analizar las partículas con un detalle sin precedentes, mostrando extraños comportamientos nuevos y permitiéndonos estudiar cómo surgen las fuerzas que las unen.

Así han creado la sustancia más fría de la Tierra. Pero fuera de las fronteras de nuestro planeta, a unos 5.000 años luz, hay una extraña y misteriosa nebulosa, la nebulosa del Boomerang, que registra una temperatura promedio de menos de 1 Kelvin (-272,15 ° C), convirtiéndolo en el objeto natural más frío del Universo conocido. Se estima que ni siquiera el débil resplandor del Big Bang, la gran explosión que dio origen a todo, fuera tan gélido. Durante décadas, los científicos han intentado explicar cómo es posible que esta nube de gas mantenga temperaturas más frías que el espacio vacío, pero ahora finalmente tienen una respuesta: según la investigación, que fue publicada en junio, puede ser que una pequeña estrella se haya hundido en el corazón de una gigante roja, provocando la expulsión de la mayor parte de su materia en un chorro ultrafrío de gas y polvo. Este chorro se expande tan rápidamente, a más de 150 kilómetros por segundo (alrededor de 10 veces más rápido de lo que una sola estrella podría producir por sí misma) que su temperatura ha caído estrepitosamente.

Beatriz de Vera
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