"Tenemos un control sin precedentes sobre el movimiento de los ¨¢tomos"

El laboratorio de Wolfgang Ketterle en el Instituto Tecnol¨®gico de Massachusetts (EE UU] est¨¢ invadido por una m¨¢quina llena de cables: una gigantesca trampa de ¨¢tomos. En su interior un gas puede ser enfriado a las temperaturas m¨¢s bajas jam¨¢s alcanzadas, y entonces, durante unos segundos, los f¨ªsicos pueden ver c¨®mo emerge un nuevo estado de la materia: el condensado de Bose-Einstein.El grupo de Ketterle -alem¨¢n, 41 a?os-, fue el segundo en obtener un condensado de este tipo en 1995, cuando pocos pensaban que fuera posible lograrlo. Ahora juegan con las extra?as propiedades que emergen en la materia en ese nuevo estado. Ketterle estuvo la semana pasada en el Instituto Nicol¨¢s Cabrera de la Universidad Aut¨®noma de Madrid, invitado por Fernando Sols.

Pregunta: ?Qu¨¦ es un condensado de Bose-Einstein?

Respuesta: Los ¨¢tomos, como todas las part¨ªculas, son tambi¨¦n ondas. Est¨¢n movi¨¦ndose continuamente, y cuanto m¨¢s lento se mueven su longitud de onda es mayor [la onda que describen es m¨¢s plana y alargada]. Cuando se enfr¨ªa un gas, la longitud de onda de sus ¨¢tomos se alarga m¨¢s y m¨¢s, hasta el punto de que las ondas empiezan a superponerse. En ese momento se produce el condensado de Bose-Einstein: la materia est¨¢ en un nuevo estado en el que todos los ¨¢tomos oscilan de forma coordinada, formando una ¨²nica onda.

P. ?Cu¨¢nto hay que enfriar los ¨¢tomos?

R. A milmillon¨¦simas de grado por encima del cero absoluto, -273 grados cent¨ªgrados. Son las temperaturas m¨¢s bajas jam¨¢s alcanzadas.

P. ?Por qu¨¦ hay un cero absoluto de temperatura?

R. La temperatura es s¨®lo una forma de medir la cantidad de energ¨ªa de un sistema. Si sacas toda la energ¨ªa de un sistema llegas al cero de temperatura, aunque eso es inalcanzable.Las dificultades t¨¦cnicas nos impiden llegar al cero absoluto.

P. ?C¨®mo se consiguen temperaturas tan bajas?

R. Hemos tenido que desarrollar m¨¦todos espec¨ªficos de enfriamiento, y de hecho ¨¦se ha sido uno de los principales desaf¨ªos de este campo. Se parte de ¨¢tomos a temperatura ambiente y se enfr¨ªan con l¨¢seres y t¨¦cnicas de evaporaci¨®n. Tambi¨¦n necesitas una forma de confinar ese gas, que debe estar aislado en c¨¢maras de vac¨ªo... Para obtenerlo desarrollamos m¨¢s tecnolog¨ªa nueva de la que nadie imagin¨®.

P. Su grupo lo consigui¨® s¨®lo unos meses despu¨¦s de los primeros. ?Mala suerte?

R. Es bonito ver que algo que se llevaba buscando tanto tiempo se consigui¨® de forma independiente casi a la vez.

P. Pero otros grupos tardaron a?os en conseguir lo mismo. ?Por qu¨¦?

R. La verdad es que cuando lo logramos pens¨¦ que los dem¨¢s grupos nos coger¨ªan enseguida, pero no. Es que este campo se consideraba especulativo. Hay gente que s¨®lo unos meses antes me dec¨ªa que la idea era bonita pero inalcanzable. Era la t¨ªpica cosa que intentas una y otra vez pero no logras nunca. A¨²n as¨ª ten¨ªamos que seguir probando, la fisica es as¨ª.

P. ?Qu¨¦ pasa en la materia cuando se enfr¨ªa tanto?

R. Hay dos propiedades nuevas. Una es que los ¨¢tomos est¨¢n congelados, todo lo quieto que permiten las leyes de la mec¨¢nica cu¨¢ntica. Eso hace que la interacci¨®n entre ellos sea muy d¨¦bil, y se ve por ejemplo c¨®mo les afecta la gravedad: se caen como si fueran una roca, algo que no solemos ver a escala at¨®mica. Pero siguen siendo un gas, y ¨¦so es lo que los hace tan fascinantes. Se comportan como s¨®lidos, pero no lo son. La segunda propiedad es que los ¨¢tomos son coherentes, forman una ¨²nica onda, igual que la luz en los l¨¢seres.

P. ?Tiene aplicaciones el condensado de Bose-Einstein?

R. El principal beneficio es indirecto: si entendemos este nuevo estado de la materia entenderemos mejor c¨®mo funciona toda la materia. M¨¢s en concreto... bueno, los ¨¢tomos ultrafr¨ªos podr¨ªan servir para mediciones muy precisas. En el fondo esto va de manipular ¨¢tomos, y ahora tenemos un control sin precendentes sobre el movimiento y la posici¨®n de los ¨¢tomos. Es como los l¨¢seres: los ¨¢tomos en el condensado de Bose-Einstein son a los normales lo mismo que el l¨¢ser a la luz ordinaria. Y mira las m¨²ltiples aplicaciones de los l¨¢seres hoy.

P. Pero no habr¨¢ ninguna aplicaci¨®n a corto plazo.

R. Las escas¨ªsimas cantidades de condensado que obtenemos son un problema. Hasta ahora el mayor condensado tiene unos mil millones de ¨¢tomos, un mont¨®n para los f¨ªsicos at¨®micos, pero una minucia si se piensa en aplicaciones. Para algunos, el condensado de Bose-Einstein es una soluci¨®n en busca de un problema.

P. ?Hay muchos grupos trabajando en este campo?

R. S¨ª, es un ¨¢rea frontera de la f¨ªsica. Uno se puede considerar muy afortunado si trabaja en un campo tan emocionante como este ahora.

P. ?Se puede hacer l¨¢seres de ¨¢tomos?

R. Si, en 1997 hicimos la primera demostraci¨®n de un l¨¢ser de atomos. Cogimos un condensado de Bose- Einstein, creamos haces de ¨¢tomos saliendo de ¨¦l y pudimos demostrar que eran haces coherentes. Seguimos trabajando ahora en ellos.