Científicos chinos enfrían átomos a 9.7 picokelvin en la estación espacial Tiangong
Un equipo de investigadores chinos consiguió enfriar una nube de átomos de rubidio a 9.7 picokelvin, una temperatura extremadamente cercana al cero absoluto. El experimento se realizó en la estación espacial Tiangong y representa un nuevo récord en investigaciones de ultrabaja temperatura, de acuerdo con los resultados publicados en la revista científica Science.
Los científicos mantuvieron los átomos en esas condiciones durante siete segundos mediante trampas ópticas que utilizan luz láser para controlar y confinar las partículas. El avance permitirá estudiar fenómenos físicos difíciles de observar en condiciones habituales y aprovechar las ventajas de realizar experimentos en microgravedad.
¿Cómo lograron enfriar los átomos casi hasta el cero absoluto?
El experimento se desarrolló en el laboratorio de física de átomos ultrafríos, instalado en el módulo Mengtian de la estación espacial china. Los investigadores utilizaron técnicas de enfriamiento con láser y trampas ópticas para reducir la temperatura de una nube de rubidio hasta alcanzar los 9.7 picokelvin.
Esta unidad equivale a una billonésima de kelvin. Para dimensionar el resultado, el cero absoluto corresponde a -273.15 grados Celsius y representa el límite inferior de temperatura establecido por las leyes de la termodinámica.
Según la información difundida por la televisión estatal CCTV, el equipo superó el registro de 38 picokelvin alcanzado en 2021 por investigadores alemanes durante otro experimento con átomos de rubidio.
La duración también fue relevante: los científicos consiguieron mantener la nube atómica a esa temperatura durante siete segundos, un periodo que permite realizar observaciones y mediciones de interés para la investigación física.
¿Por qué realizaron el experimento en el espacio?
La estación espacial Tiangong ofrece condiciones de microgravedad que facilitan el estudio de los átomos ultrafríos. En la Tierra, la gravedad provoca que las partículas se desplacen y limita el tiempo durante el cual los investigadores pueden mantenerlas suspendidas y observar su comportamiento.
En cambio, en el entorno orbital los átomos pueden permanecer suspendidos durante más tiempo, lo que facilita su enfriamiento y análisis.
El laboratorio permitirá investigar fenómenos físicos poco conocidos
El laboratorio espacial fue desarrollado en 2022 y trasladado a la estación mediante el módulo Mengtian. Cuenta con sistemas de enfriamiento láser y mecanismos de confinamiento magnético y óptico para realizar experimentos con partículas a temperaturas extremadamente bajas.
Los investigadores consideran que estas instalaciones pueden contribuir al estudio de fenómenos cuánticos y a la realización de simulaciones relacionadas con el universo primitivo. También podrían aportar herramientas para investigar posibles métodos de detección de materia oscura, uno de los componentes del universo que todavía plantea importantes interrogantes para la ciencia.
La estación Tiangong, cuya construcción concluyó en 2022, está integrada por un módulo central y dos laboratorios. Desde esta plataforma, las tripulaciones realizan investigaciones en áreas como física, biología y medicina espacial.
El resultado representa un avance para la investigación de temperaturas extremas y demuestra el potencial de los laboratorios orbitales. Mantener átomos a 9.7 picokelvin durante varios segundos abre nuevas posibilidades para estudiar el comportamiento de la materia en condiciones que difícilmente pueden reproducirse en la Tierra.
