'Vemos hacer cosas increíbles a los átomos'

Los colegas de Carl Weiman, de 50 años, apuestan por él como futuro Nobel de Física. Su mérito está en haber construido en su laboratorio la nevera más eficaz del universo, capaz de enfriar materia a la temperatura más baja jamás alcanzada. 'A menos, claro está, que haya otro físico en alguna otra galaxia que haya hecho los mismos experimentos', dice. Y enfriando átomos a casi el cero absoluto, 273 grados centígrados bajo cero, logra domarlos: los átomos se frenan, dejan de moverse independientemente y se comportan todos igual, formando una única onda. Es un nuevo estado de la materia llamado condensado de Bose-Einstein porque Einstein predijo su existencia en 1925. Weiman participó en las jorndas La física del siglo XXI celebradas recientemente en la fundación Ramón Areces, en Madrid.

Pregunta. Usted está en la Universidad de Stanford (EE UU). ¿Se dedica sólo a investigar o también enseña?

Respuesta. Enseño, y más de lo que me exijen. En mi carrera como investigador no puedo ir mucho más allá, y en cambio en la enseñanza queda muchísimo por hacer. En general en la universidad se transmite muy mal a los estudiantes por qué la fisica es interesante. Si se les enseñara fisica de cosas interesantes en los primeros años... Yo lo primero que enseño es cómo funciona un microondas. Es mucho más atractivo, lo ven todos los días.

P. Pero usted investiga en un área muy poco intuitiva. ¿Cómo pasa de la fisica de todos los días al condensado de Bose?

R. He pensado mucho en eso. Pero es posible explicar lo que hago. Por ejemplo, piense en un contenedor con un gas. La temperatura de ese gas es simplemente lo rápido que los átomos se están moviendo; si bajas la tempertura lo bastante los átomos se paran. Es lo más bajo que puedes bajar la temperatura. Pues nosotros hemos llegado a estar muy, muy cerca de parar los átomos.

P. En un gas es más fácil de imaginar que en un sólido. Los átomos en su mano, ¿también se mueven sin parar?

R. También. Vibran todo el tiempo. ¿Cuánto de rápido? En el aire a unos 500 kilómetros por hora, y en nuestro experimento los ralentizamos hasta que se mueven así de despacio . Entonces se transforman en el condensado de Bose-Einstein.

P. ¿Cómo predijo Einstein que debía crearse ese nuevo estado de la materia al enfriarla a esas temperaturas?

R. Sólo porque aparecía en sus ecuaciones. No se preocupó mucho de esto. Debió pensar algo así como: '¡Oh!, qué divertido, las ecuaciones dicen que pasaría esto si...'. Creo que escribió: 'Me pregunto si esto ocurrirá de verdad'. Lo interpretó como una peculiaridad de las ecuaciones. Pero las temperaturas a las que debería ocurrir eran tan bajas que nadie se preocupó de verificarlo. No se le prestó casi atención. Sólo 20 años más tarde se empezó a pensar que otros fenómenos, como la superconductividad y superfluidez del helio, podían estar relacionados con el condensado de Bose.

P. ¿Qué es un condensado de Bose-Einstein?

R. Si coges un puñado de átomos y los pones en un contenedor, no pueden tener cualquier velocidad; la mecánica cuántica dice que sólo hay determinados rangos de energía permitidos. Pero resulta que en el condensade de Bose todos los átomos de repente entran en un bajísimo estado de energía y se comportan de modo absolutamente idéntico. Y al mismo tiempo obedecen las leyes de la mecánica cuántica. Se comportan todos como una especie de onda gigante, en vez de como átomos individuales.

P. ¿Por qué los átomos sufren esa transición?

R. Esa es una de las cosas que uno debe decir, bien, vale, las ecuaciones dicen que pasa, y tienen razón. Es como una propiedad fundamental de la materia. Y al mismo tiempo es tan contrario a la intuición, que parece magia que sale de las ecuaciones.

P. ¿Qué tienen de especial los átomos del condensado Bose?

R. Hacen cosas muy extrañas, y eso es lo que los hace interesantes. Por ejemplo, si pones dos átomos normales uno encima del otro, tienes el doble de átomos. Pero si colocas un condensado de Bose sobre otro se anulan, deja de haber átomos en esa región. Es como magia. Lo que pasa es que se comportan como una onda, lo mismo que si una cresta y un foso de dos ondas iguales se encuentran.

P. ¿Tiene esto alguna utilidad práctica?

R. Los láseres son útiles porque con ellos controlas la luz mucho mejor que con luz normal. Aquí es igual: hay un grupo de átomos que se están comportando de la forma que quieres, moviéndose a una velocidad concreta. Se estudian varias aplicaciones, como hacer relojes atómicos mucho mejores. O detectar la intensidad del campo gravitatorio. Ésta es posiblemente la aplicación más interesante, porque sirve para buscar petróleo.

P. ¿Por qué dice que no irá más allá en este campo?

R. Seguimos tratando descubrir las extrañas formas en que se comportan los átomos. Hemos logrado enfriarlos a dos billonésimas de grado por encima del cero absoluto y les vemos hacer cosas increíbles. Pero ya hay miles de otros físicos que hacen lo mismo.

P. Si han hecho un condensado de Bose con átomos de hidrógeno, el elemento más abundante del universo, el resultado será muy parecido a lo que ocurriría en un futuro si el cosmos dejara de expandirse sin llegar a colapsar de nuevo, ¿no? ¿Simulan un universo congelado?

R. No. Para que se produzca el condensado también hace falta que los átomos tengan una determinada densidad. Así que incluso si el universo se congela no se conseguiría. Así que estamos estudiando una materia que no ha existido nunca antes ni existirá en el futuro, a menos que haya otro físico en alguna otra galaxia haciendo los mismos experimentos. En fin, no es una idea muy relevante, pero ¿no es emocionante?