Por primera vez científicos crean luz líquida a temperatura ambiente

Los físicos lograron por primera vez producir luz líquida a temperatura ambiente, haciendo que esta extraña forma de materia sea más accesible que nunca.

Desde hace siglos sabemos que la luz se compone de ondas, pero recientemente los científicos descubrieron que puede comportarse como un líquido y además rodear objetos.

Esta materia, que es a la vez un superfluido, tiene cero fricción y viscosidad, y un tipo de condensado de Bose-Einstein, a veces descrito como el quinto estado de la materia, que permite que la luz fluya alrededor de los objetos y las esquinas.

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En un reciente experimento se concluyó que aunque regularmente se comporta como una onda, en condiciones extremas la luz también puede actuar como un líquido y, de hecho, fluir alrededor de los objetos. Los condensados ​​de Bose-Einstein son interesantes para los físicos porque en este estado las reglas cambian de la física clásica a la cuántica, y la materia comienza a tener más propiedades ondulatorias.

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Es así como se forman a temperaturas cercanas al cero absoluto y existen sólo por fracciones de segundo, pero en este estudio, los investigadores fabricaron un condensado de Bose-Einstein a temperatura ambiente mediante una mezcla de luz y materia. Daniele Sanvitto, del Instituto de Nanotecnología de Italia, dijo:

Hemos demostrado que la superfluidez también puede ocurrir a temperatura ambiente, bajo condiciones ambientales, utilizando partículas de materia ligera llamadas polaritones.

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Además, los resultados del experimento abren el camino no sólo a nuevas investigaciones de hidrodinámica cuántica, sino también a dispositivos de polaritón a temperatura ambiente para futura tecnología avanzada, como la producción de materiales superconductores para dispositivos como LEDs, paneles solares y láseres.



Científicos crean quinto estado de la materia (y eso nos acerca a la teletransportación)

En estos tiempos es difícil discernir entre ciencia real… y ciencia ficción.

No es sólido, ni gaseoso, ni plasmático. Ni siquiera es realmente líquido: el quinto estado de la materia, o condensado de Bose-Einstein, está compuesto por átomos que están al nivel más bajo de energía. Esto provoca que todos se vuelvan idénticos, actuando igual a los demás y obteniendo una forma hasta ahora desconocida.

El condensado de Bose-Einstein tiene un comportamiento colectivo:
hace de la materia un solo gran átomo.

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La única manera de obtener este quinto estado de la materia es enfriando los átomos por debajo del nivel de energía, esto es, cerca del llamado cero absoluto.

Científicos alemanes de la QUEST Leibniz Research School lograron crear el quinto estado de la materia en el espacio y que durara 6 minutos, contrario a los pocos segundos que había durado el condensado de Bose-Einstein en otros experimentos.

Se cree que el quinto estado de la materia puede tener muchas aplicaciones tecnológicas.

Por eso, los cálculos que hicieran Bose y Einstein hace décadas no han dejado de ser invocados por los científicos.

En 1995, los físicos Eric Cornell y Carl Wieman (ganadores del Premio Nobel en 2001) lograron enfriar lo suficiente los átomos como para crear el quinto estado de la materia a partir de un láser. Esta fue la primera vez que se pudo observar el condensado de Bose-Einstein. Pero como su método provocaba el movimiento de los átomos en un confinamiento magnético dependiente de la gravedad, su experimento no permitió observar el quinto estado de la materia.

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Después, en 2010, científicos del Max Planck Institute of Quantum Optics llenaron una cápsula cilíndrica del tamaño de una puerta con algunos millones de átomos de rubidio –un metal alcalino blando que se enfría más facilmente– atrapados en un chip con láseres, energía, solenoides y una cámara. Los científicos arrojaron la cápsula desde una torre: la gravedad cero durante la caída permitió generar el quinto estado de la materia en el chip de átomos, pero sólo por unos segundos, los cuales fueron captados por la cámara.

Por su parte, el experimento de los alemanes que se llevó a cabo en enero de este año es el primero que logra crear el quinto estado en el espacio. Gracias a las condiciones de baja gravedad, los investigadores pudieron extender hasta por 6 minutos la inmovilización atomística, lo que dio pie a 110 experimentos controlados remotamente.

 

La quinta materia y los nuevos horizontes tecnológicos

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Esto, junto con el reciente experimento que creó luz líquida a temperatura ambiente –que es una especie de quinto estado de la materia que se consigue a partir de luz–, abre sin duda un nuevo episodio en el desarrollo tecnológico. Gracias a sus cualidades conductoras y a su flujo inalterado, el cual permite transmitir información y energía sin desperdicio, se cree que la luz líquida podría ser el elemento central de dispositivos de teletransportación en un futuro cercano.

Aunque, por ahora, se espera que la luz líquida sirva para la producción de materiales superconductores para dispositivos como LEDs, paneles solares y láseres. Pero aunque estemos lejos de la teletransportación, no cabe duda de que cada vez cuesta más discernir entre ciencia real y ciencia ficción.



La expansión del universo fue recreada en escala atómica

Gracias a un hallazgo reciente, podríamos saber más de cómo fue la expansión temprana del universo.

Del universo no sabemos mucho, pero sabemos que no es estático: las galaxias están en un proceso de constante expansión y, según se cree, a velocidades cada vez mayores. Es decir que existe una fuerza que abre cada vez más espacio entre cúmulos de galaxias, y que haría más largo cualquier hipotético viaje intergaláctico.

Este extraño fenómeno cósmico, que puede ser de magnitudes tan bellas como francamente tétricas, podría llegar a entenderse mejor llevado a una escala atómica. Científicos que estudiaban un estado peculiar de la materia descubrieron que éste se comportaba de manera similar a como se cree que pudo ser la expansión temprana del universo.

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Se trata de un gas diluido en partículas que fue enfriado hasta casi llegar al cero absoluto, al interior de un condensador Boise-Einstein. El equipo buscaba observar la expansión de dicho estado de materia ralentizado, expandiendo sobre él una nube de átomos en forma de dona. Esta acción fue tan veloz que dejó al gas vibrando en lo que los científicos llaman un “zumbido”. Algo así ocurrió en las primeras etapas del universo: un zumbido o vibración de partículas que se expandieron durante el Big Bang.

El equipo de científicos ya ha hecho otros experimentos donde buscan recrear la génesis del universo en el laboratorio, utilizando el mismo gas y el condensador Bose-Einstein. Pero hasta ahora no ha quedado energía remanente en el gas que logre transformarse en materia y luz, lo que es parte esencial de la inflación cósmica que creó el universo. Así que, hasta ahora, se tiene sólo una parte del fenómeno.

Lo que es sorprendente es cómo la teoría cosmológica se conecta con este tipo de experimentos atómicos, lo que apunta hacia una mayor comprensión del universo si se le estudia desde las que podrían ser sus bases, es decir, las leyes de la física cuántica.

Así, a pequeña escala, podríamos llegar a conocer mejor las leyes astronómicas del universo.