Estas temperaturas ultrabajas se producen en nubes de átomos conocidas como gases de Fermi. Son creados para
El profesor Gould, director del Grupo QuSys de Trinity, explica qué es el gas ultrafrío.
La forma estándar en que los físicos piensan sobre el gas esConsiste en utilizar una teoría conocida como mecánica estadística. Pero con el advenimiento de la mecánica cuántica, todo cambió. Una predicción bien conocida de la mecánica cuántica es que los átomos individuales por debajo de la temperatura crítica pueden combinarse con otros átomos en una sola onda macroscópica con propiedades exóticas. Esta predicción llevó a una búsqueda experimental de un siglo para alcanzar temperaturas críticas. El éxito finalmente se logró en la década de 1990 con la creación de los primeros gases ultrafríos enfriados por láser (Premio Nobel de 1997) y contenidos por campos magnéticos fuertes, una hazaña que ganó el Premio Nobel de 2001.
Profesor Gould, jefe del grupo QuSys de Trinity
Los gases ultrafríos como estos ahora son comunesse crean en laboratorios de todo el mundo. Tienen muchas aplicaciones, que van desde probar teorías físicas fundamentales hasta detectar ondas gravitacionales. Pero sus temperaturas son increíblemente bajas en el nivel de nanokelvin y por debajo (un kelvin equivale a –271,15 ° C). Estos gases son mil millones de veces más fríos que los lugares más fríos del universo y se crean aquí mismo en la Tierra.
Entonces, ¿qué es el gas Fermi? Todas las partículas del Universo, incluidos los átomos, pertenecen a uno de dos tipos: "bosones" y "fermiones". El gas Fermi está formado por fermiones que llevan el nombre del físico Enrico Fermi. A temperaturas muy bajas, los bosones y los fermiones se comportan de manera muy diferente. Mientras que los bosones se agrupan, los fermiones son al revés. Esta propiedad en realidad dificulta la medición de su temperatura.
Un termómetro es solo un sistema, físicocuyas propiedades cambian con la temperatura de una manera predecible. Por ejemplo, puede medir la temperatura de su cuerpo midiendo la expansión del mercurio en un tubo de vidrio. El nuevo termómetro funciona de manera similar, pero en lugar de mercurio, los científicos miden el estado de los átomos individuales que están asociados (o correlacionados) con el gas cuántico.
La nueva solución se puede implementar conutilizando tecnologías disponibles en los laboratorios de física atómica modernos. El hecho de que se pueda verificar una física tan fundamental es realmente sorprendente, enfatizan los científicos. Es probable que varias tecnologías cuánticas emergentes, sensores cuánticos como el nuevo termómetro, tengan el impacto más directo en la ciencia.
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