La creaci¨®n del quinto estado de la materia desvelar¨¢ secretos fundamentales del ¨¢tomo

"No pod¨ªa creerme que lo ten¨ªamos, y exactamente bajo las condiciones predichas. Es como un sue?o hecho realidad" ha dicho Eric Cornell, uno de los cinco f¨ªsi cos estadounidenses que han anunciado la creaci¨®n de un condensado de Bose-Einstein, un nuevo estado de la materia. El descubrimiento ha sido aclamado como todo un campo de investigaci¨®n que puede explicar algunos misterios fundamentales de la f¨ªsica at¨®mica. "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 a?os. "Es algo tan extra?o que, si no hubiera sido Einstein, se habr¨ªan re¨ªdo de quien lo propusiera", dice Wieman. El experimento en que por primera vez se ha observado directamente el fen¨®meno se ha hecho en un gas de rubidio enfriado hasta temperaturas tan bajas que la actividad de los ¨¢tomos pr¨¢cticamente se detiene [ver EL PA?S del 14 de julio].Los autores del trabajo, del Instituto Nacional de Est¨¢ndares y Tecnolog¨ªa (NIST), de Estados Unidos, y de la Universidad de Colorado publicaron ayer un art¨ªculo t¨¦cnico al respecto en la revista cient¨ªfica Science, donde Keith Burnett, f¨ªsico de la Universidad de Oxford, comenta que "el t¨¦rmino 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 s¨®lo 170 milmillon¨¦simas de grado sobre el cero absoluto (-273,15 grados cent¨ªgrados), a la que la actividad de los ¨¢tomos virtualmente se detendr¨ªa, apareci¨® el BEC en el vapor de rubidio contenido en un dispositivo que combina haces de l¨¢ser y confinamiento magn¨¦tico. El condensado dur¨® unos quince minutos, tiempo suficiente para recoger su imagen en un ordenador.Para describir el BEC, Cornell recurre a la analog¨ªa de un l¨¢ser: mientras que en la luz ordinaria, como la de una linterna, las part¨ªculas de luz (fotones) se comportan ca¨®ticamente, en un l¨¢ser est¨¢n ordenadas, y su comportamiento se describe como coherente. De modo an¨¢logo, los ¨¢tomos de una nube de gas est¨¢n en estado ca¨®tico, mientras que en un BEC est¨¢n ordenados, compartiendo un estado cu¨¢ntico com¨²n (sus caracter¨ªsticas fundamentales) y perdiendo su identidad individual. "Ya no se puede hablar de ellos como de ¨¢tomos individuales, son una nueva entidad", dice Wieman.

Para lograrlo hay que superenfriar los ¨¢tomos reduciendo su nivel de energ¨ªa hasta un estado pr¨¢cticamente estacionario. Entonces los ¨¢tomos se unen unos con otros para formar una especie de super¨¢tomos que representan un puente entre el mundo de los objetos habituales y el universo ultrapeque?o de los ¨¢tomos regido por la mec¨¢nica cu¨¢ntica.

Este puente, esperan los f¨ªsicos, facilitar¨¢ enormemente el estudio de fen¨®menos cu¨¢nticos conocidos como la superconductividad (la habilidad de algunos materiales de conducir la electricidad sin oponer resistencia) o el superfluido, en que los f¨ªsicos han venido observando indirectamente el BEC. El descubrimiento puede tener aplicaciones en t¨¦cnolog¨ªas electr¨®nicas y en el desarrollo de relojes at¨®micos de alt¨ªsima precisi¨®n.

Adem¨¢s del equipo del NIST-Colorado, otros f¨ªsicos, liderados por Randall Hullet (Universidad Rice en Houston) afirman haber logrado tambi¨¦n crear una condensaci¨®n Bose-Einstein hecha de ¨¢tomos 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 a?o se sab¨ªa que varios equipos estaban muy cerca de conseguirlo.