'Vemos hacer cosas incre¨ªbles a los ¨¢tomos'

Los colegas de Carl Weiman, de 50 a?os, apuestan por ¨¦l como futuro Nobel de F¨ªsica. Su m¨¦rito est¨¢ en haber construido en su laboratorio la nevera m¨¢s eficaz del universo, capaz de enfriar materia a la temperatura m¨¢s baja jam¨¢s alcanzada. 'A menos, claro est¨¢, que haya otro f¨ªsico en alguna otra galaxia que haya hecho los mismos experimentos', dice. Y enfriando ¨¢tomos a casi el cero absoluto, 273 grados cent¨ªgrados bajo cero, logra domarlos: los ¨¢tomos se frenan, dejan de moverse independientemente y se comportan todos igual, formando una ¨²nica onda. Es un nuevo estado de la materia llamado condensado de Bose-Einstein porque Einstein predijo su existencia en 1925. Weiman particip¨® en las jorndas La f¨ªsica del siglo XXI celebradas recientemente en la fundaci¨®n Ram¨®n Areces, en Madrid.

Pregunta. Usted est¨¢ en la Universidad de Stanford (EE UU). ?Se dedica s¨®lo a investigar o tambi¨¦n ense?a?

Respuesta. Ense?o, y m¨¢s de lo que me exijen. En mi carrera como investigador no puedo ir mucho m¨¢s all¨¢, y en cambio en la ense?anza queda much¨ªsimo por hacer. En general en la universidad se transmite muy mal a los estudiantes por qu¨¦ la fisica es interesante. Si se les ense?ara fisica de cosas interesantes en los primeros a?os... Yo lo primero que ense?o es c¨®mo funciona un microondas. Es mucho m¨¢s atractivo, lo ven todos los d¨ªas.

P. Pero usted investiga en un ¨¢rea muy poco intuitiva. ?C¨®mo pasa de la fisica de todos los d¨ªas 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 r¨¢pido que los ¨¢tomos se est¨¢n moviendo; si bajas la tempertura lo bastante los ¨¢tomos se paran. Es lo m¨¢s bajo que puedes bajar la temperatura. Pues nosotros hemos llegado a estar muy, muy cerca de parar los ¨¢tomos.

P. En un gas es m¨¢s f¨¢cil de imaginar que en un s¨®lido. Los ¨¢tomos en su mano, ?tambi¨¦n se mueven sin parar?

R. Tambi¨¦n. Vibran todo el tiempo. ?Cu¨¢nto de r¨¢pido? En el aire a unos 500 kil¨®metros por hora, y en nuestro experimento los ralentizamos hasta que se mueven as¨ª de despacio . Entonces se transforman en el condensado de Bose-Einstein.

P. ?C¨®mo predijo Einstein que deb¨ªa crearse ese nuevo estado de la materia al enfriarla a esas temperaturas?

R. S¨®lo porque aparec¨ªa en sus ecuaciones. No se preocup¨® mucho de esto. Debi¨® pensar algo as¨ª como: '?Oh!, qu¨¦ divertido, las ecuaciones dicen que pasar¨ªa esto si...'. Creo que escribi¨®: 'Me pregunto si esto ocurrir¨¢ de verdad'. Lo interpret¨® como una peculiaridad de las ecuaciones. Pero las temperaturas a las que deber¨ªa ocurrir eran tan bajas que nadie se preocup¨® de verificarlo. No se le prest¨® casi atenci¨®n. S¨®lo 20 a?os m¨¢s tarde se empez¨® a pensar que otros fen¨®menos, como la superconductividad y superfluidez del helio, pod¨ªan estar relacionados con el condensado de Bose.

P. ?Qu¨¦ es un condensado de Bose-Einstein?

R. Si coges un pu?ado de ¨¢tomos y los pones en un contenedor, no pueden tener cualquier velocidad; la mec¨¢nica cu¨¢ntica dice que s¨®lo hay determinados rangos de energ¨ªa permitidos. Pero resulta que en el condensade de Bose todos los ¨¢tomos de repente entran en un baj¨ªsimo estado de energ¨ªa y se comportan de modo absolutamente id¨¦ntico. Y al mismo tiempo obedecen las leyes de la mec¨¢nica cu¨¢ntica. Se comportan todos como una especie de onda gigante, en vez de como ¨¢tomos individuales.

P. ?Por qu¨¦ los ¨¢tomos sufren esa transici¨®n?

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

P. ?Qu¨¦ tienen de especial los ¨¢tomos del condensado Bose?

R. Hacen cosas muy extra?as, y eso es lo que los hace interesantes. Por ejemplo, si pones dos ¨¢tomos normales uno encima del otro, tienes el doble de ¨¢tomos. Pero si colocas un condensado de Bose sobre otro se anulan, deja de haber ¨¢tomos en esa regi¨®n. 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 pr¨¢ctica?

R. Los l¨¢seres son ¨²tiles porque con ellos controlas la luz mucho mejor que con luz normal. Aqu¨ª es igual: hay un grupo de ¨¢tomos que se est¨¢n comportando de la forma que quieres, movi¨¦ndose a una velocidad concreta. Se estudian varias aplicaciones, como hacer relojes at¨®micos mucho mejores. O detectar la intensidad del campo gravitatorio. ?sta es posiblemente la aplicaci¨®n m¨¢s interesante, porque sirve para buscar petr¨®leo.

P. ?Por qu¨¦ dice que no ir¨¢ m¨¢s all¨¢ en este campo?

R. Seguimos tratando descubrir las extra?as formas en que se comportan los ¨¢tomos. Hemos logrado enfriarlos a dos billon¨¦simas de grado por encima del cero absoluto y les vemos hacer cosas incre¨ªbles. Pero ya hay miles de otros f¨ªsicos que hacen lo mismo.

P. Si han hecho un condensado de Bose con ¨¢tomos de hidr¨®geno, el elemento m¨¢s abundante del universo, el resultado ser¨¢ muy parecido a lo que ocurrir¨ªa 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 tambi¨¦n hace falta que los ¨¢tomos tengan una determinada densidad. As¨ª que incluso si el universo se congela no se conseguir¨ªa. As¨ª que estamos estudiando una materia que no ha existido nunca antes ni existir¨¢ en el futuro, a menos que haya otro f¨ªsico en alguna otra galaxia haciendo los mismos experimentos. En fin, no es una idea muy relevante, pero ?no es emocionante?