La creación del quinto estado de la materia desvelará secretos fundamentales del átomo

"No podía creerme que lo teníamos, y exactamente bajo las condiciones predichas. Es como un sueño hecho realidad" ha dicho Eric Cornell, uno de los cinco físi cos estadounidenses que han anunciado la creación de un condensado de Bose-Einstein, un nuevo estado de la materia. El descubrimiento ha sido aclamado como todo un campo de investigación que puede explicar algunos misterios fundamentales de la física atómica. "Es algo totalmente diferente de cualquier otra cosa observada en la naturaleza", ha comentado Carl Wieman, otro miembro del equipo.

La existencia potencial de un condensado Bose-Einstein (BEC, en sus siglas inglesas) fue postulada por Sathyendra Nath Bose y Albert Einstein haze 70 años. "Es algo tan extraño que, si no hubiera sido Einstein, se habrían reído de quien lo propusiera", dice Wieman. El experimento en que por primera vez se ha observado directamente el fenómeno se ha hecho en un gas de rubidio enfriado hasta temperaturas tan bajas que la actividad de los átomos prácticamente se detiene [ver EL PAÍS del 14 de julio].Los autores del trabajo, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), de Estados Unidos, y de la Universidad de Colorado publicaron ayer un artículo técnico al respecto en la revista científica Science, donde Keith Burnett, físico de la Universidad de Oxford, comenta que "el término Santo Grial parece muy apropiado, dada la singular importancia del descubrimiento".

Vapor de rubidio

Wieman, Cornell, Michael Anderson y los estudiantes graduados Jason Ensher y Michael Mathews lograron crear el BEC el pasado 5 de junio. Ellos han explicado que a una temperatura de sólo 170 milmillonésimas de grado sobre el cero absoluto (-273,15 grados centígrados), a la que la actividad de los átomos virtualmente se detendría, apareció el BEC en el vapor de rubidio contenido en un dispositivo que combina haces de láser y confinamiento magnético. El condensado duró unos quince minutos, tiempo suficiente para recoger su imagen en un ordenador.Para describir el BEC, Cornell recurre a la analogía de un láser: mientras que en la luz ordinaria, como la de una linterna, las partículas de luz (fotones) se comportan caóticamente, en un láser están ordenadas, y su comportamiento se describe como coherente. De modo análogo, los átomos de una nube de gas están en estado caótico, mientras que en un BEC están ordenados, compartiendo un estado cuántico común (sus características fundamentales) y perdiendo su identidad individual. "Ya no se puede hablar de ellos como de átomos individuales, son una nueva entidad", dice Wieman.

Para lograrlo hay que superenfriar los átomos reduciendo su nivel de energía hasta un estado prácticamente estacionario. Entonces los átomos se unen unos con otros para formar una especie de superátomos que representan un puente entre el mundo de los objetos habituales y el universo ultrapequeño de los átomos regido por la mecánica cuántica.

Este puente, esperan los físicos, facilitará enormemente el estudio de fenómenos cuánticos conocidos como la superconductividad (la habilidad de algunos materiales de conducir la electricidad sin oponer resistencia) o el superfluido, en que los físicos han venido observando indirectamente el BEC. El descubrimiento puede tener aplicaciones en técnologías electrónicas y en el desarrollo de relojes atómicos de altísima precisión.

Además del equipo del NIST-Colorado, otros físicos, liderados por Randall Hullet (Universidad Rice en Houston) afirman haber logrado también crear una condensación Bose-Einstein hecha de átomos de litio, pero reconocen que sus resultados son preliminares. Lo cierto es que el grupo de Wieman, Cornell y Anderson ha ganado una carrera por conseguir un BEC entre una docena de laboratorios en Europa y EE UU. Desde hace un año se sabía que varios equipos estaban muy cerca de conseguirlo.