Slider
Slider
Inici » a-ultimesnoticies » Generat el cinquè estat de la matèria a l’espai
Slider
Inici de la formació d'un condensat de Bose–Einstein a l'Estació Espacial Internacional. / R. Thompson et al./Nature/NASA

Generat el cinquè estat de la matèria a l’espai

  • En un laboratori de l’Estació Espacial Internacional s’ha aconseguit produir una substància exòtica ultrafreda anomenada condensat de Bose-Einstein, una matèria que no és sòlida, líquida, gas ni plasma.
  • Aquesta fita tecnològica permetrà investigar nous aspectes de la física fonamental amb aquesta substància, que es mou entre el món clàssic i el quàntic.

CIÈNCIA I TECNOLOGIA.  Un condensat de Bose-Einstein és un estat de la matèria que es forma quan un gas de bosons (un dels dos tipus bàsics de partícules elementals) es refreda prop del zero absolut. A aquesta temperatura tan baixíssima, de -273,15 °C o 0 kèlvins, els àtoms es converteixen en una entitat única amb propietats quàntiques.

Aquesta substància exòtica és considerada el cinquè estat de la matèria (diferent dels coneguts sòlid, líquid, gas i plasma) i transita per la frontera entre el món macroscòpic, governat per la física clàssica, i el microscòpic, regit per la mecànica quàntica. Per tant, aquests estranys condensats poden oferir coneixements fonamentals sobre la mecànica quàntica, encara que per a mesurar-los amb precisió sorgeix un obstacle: la gravetat.

Per a superar aquesta limitació, investigadors del Jet Propulsion Laboratory (Caltech-NASA) dels Estats Units van acoblar en 2018 un laboratori denominat Cold Atom Lab en l’Estació Espacial Internacional, i aquesta setmana informen en la revista Nature que han aconseguit produir aquí els condensats de Bose-Einstein. Com a gas de bosons de partida han utilitzat àtoms de rubidi.

Els autors han descobert i mesurat algunes diferències entre les propietats que presenta aquesta matèria exòtica en les condicions de microgravetat i les observades a la Terra. Per exemple, el denominat temps d’expansió lliure (en el qual els àtoms suren després d’apagar els paranys de confinament que usen els científics) dura més d’un segon en el complex orbital, en comparació amb les poques desenes de mil·lisegons que s’aconsegueix en els laboratoris terrestres.

Un temps d’observació més llarg es tradueix en una major precisió a l’hora de realitzar els mesuraments. A més, sense quasi gravetat, és més fàcil que els àtoms quedin atrapats per forces més febles. Això, al seu torn, permet aconseguir temperatures més baixes, en les quals els efectes quàntics exòtics es tornen cada vegada més prominents.

Segons els investigadors, l’èxit d’aquests experiments inicials mostra que el Cold Atom Lab pot facilitar futurs estudis amb gasos atòmics ultrafreds, incloent-hi “nous paranys exclusius de microgravetat, fonts de làser atòmic, física de pocs cossos i tècniques d’interferometria atòmica”.

Una fita tecnològica i científica

“La gesta de crear condensats de Bose-Einstein a l’Estació Espacial Internacional no sols suposa una fita tecnològica, també obre noves oportunitats per a la recerca de gasos quàntics i podria millorar la nostra comprensió de la física fonamental”, valora l’investigador Maike Lachmann de la Universitat de Hannover (Alemanya) en un article paral·lel publicat també en Nature.

Casualment aquest mes de juny, el dia 5, es van complir 25 anys des que els físics Eric Cornell i Carl Wieman produïssin el primer condensat de Bose-Einstein refredant àtoms –també de rubidi– mitjançant làser en la Universitat de Colorado. Poc després, Wolfgang Ketterle ho va aconseguir en el MIT amb àtoms de sodi. Per aquest gran avanç, els tres van rebre el Premi Nobel de Física en 2001.

Referència:

Robert Thompson et al. “Observation of Bose–Einstein condensates in an Earth-orbiting research lab”. Nature, junio de 2020.

Font: SINC

2020-06-15

Deixa un comentari

El seu email no será publicat.Camps obligatoris marcats *

*

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir els comentaris brossa. Apreneu com es processen les dades dels comentaris.

Uso de cookies

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.Más Info

ACEPTAR
Aviso de cookies

Diari Sant Quirze

↑ Grab this Headline Animator