Washington.- Este verano, una caja del tamaño de un cofre de hielo volará a la Estación Espacial Internacional (ISS), donde creará el lugar más fresco del universo, según anunció la agencia espacial norteamericana.
Dentro de esa caja, se usarán láseres, una cámara de vacío y un "cuchillo" electromagnético para anular la energía de las partículas de gas, ralentizándolas hasta que estén casi inmóviles. Este conjunto de instrumentos se llama Laboratorio de átomo Frío (CAL) y fue desarrollado por el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la Nasa en Pasadena, California. CAL está en la etapa finales de montaje en JPL, antes de un viaje al espacio el próximo mes de agosto a bordo de CRS-12 de SpaceX CRS.
Sus instrumentos están diseñados para congelar los átomos de gas a una mil millonésima de grado por encima del cero absoluto. Eso es más de 100 millones de veces más frío que las profundidades del espacio.
"El estudio de estos átomos ultrafríos podría reestructurar nuestra comprensión de la materia y la naturaleza fundamental de la gravedad", dijo el científico del proyecto CAL Robert Thompson de JPL. "Los experimentos que haremos con el laboratorio Cold Atom nos darán una visión de la gravedad y la energía oscura, algunas de las fuerzas más penetrantes del universo".
Cuando los átomos se enfrían a temperaturas extremas, como estarán dentro de CAL, pueden formar un estado distinto de materia conocido como condensado de Bose-Einstein. En este estado, las reglas familiares de la física retroceden y la física cuántica comienza a asumir el control. La materia se puede observar comportándose menos como partículas y más como ondas. Filas de átomos se mueven en concierto entre sí como si estuvieran montando una tela en movimiento. Estas misteriosas formas de onda nunca se han visto en temperaturas tan bajas como lo que CAL alcanzará.
La Nasa nunca antes ha creado u observado los condensados ??de Bose-Einstein en el espacio. En la Tierra, la atracción de la gravedad hace que los átomos se asienten continuamente hacia el suelo, lo que significa que normalmente sólo son observables por fracciones de segundo.
Pero en la ISS los átomos ultrafrios pueden mantener sus formas onduladas más largas mientras están en caída libre. Eso ofrece a los científicos una ventana más larga para entender la física en su nivel más básico. Thompson estimó que la CAL permitirá que los condensados ??de Bose-Einstein sean observables por hasta cinco o diez segundos; El desarrollo futuro de las tecnologías utilizadas en CAL podría permitirles durar cientos de segundos.
Los condensados ??de Bose-Einstein son un "superfluido", una especie de fluido con viscosidad cero, donde los átomos se mueven sin fricción como si fueran todos una sustancia sólida.
"Si tuvieras agua superfluida y la hilaras en un vaso, giraría para siempre", dijo Anita Sengupta del JPL, gerente del proyecto CAL. "No hay viscosidad para ralentizar y disipar la energía cinética, si podemos entender mejor la física de los superfluidos, podemos aprender a usarlos para una transferencia de energía más eficiente".
Cinco equipos científicos planean llevar a cabo experimentos utilizando el laboratorio Cold Atom. Entre ellos está Eric Cornell de la Universidad de Colorado, Boulder y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. Cornell es un Nobel que creó por primera vez los condensados ??de Bose-Einstein en un laboratorio establecido en 1995.
Los resultados de estos experimentos podrían conducir potencialmente a una serie de tecnologías mejoradas, incluyendo sensores, computadoras cuánticas y relojes atómicos utilizados en la navegación espacial.
Especialmente emocionantes son las aplicaciones relacionadas con la detección de energía oscura, dijo Kamal Oudrhiri del JPL, gerente adjunto de proyectos del CAL. Señaló que los modelos actuales de cosmología dividen el universo en aproximadamente un 27% de materia oscura, un 68% de energía oscura y cerca de un 5% de materia ordinaria.
"Esto significa que aún con todas nuestras tecnologías actuales, todavía estamos ciegos al 95% del universo", dijo Oudrhiri. "Al igual que una nueva lente en el primer telescopio de Galileo, los átomos fríos ultrasensibles en el Laboratorio Atomio Frío tienen el potencial de desvelar muchos misterios más allá de las fronteras de la física conocida".
CAL está actualmente en una fase de pruebas que lo preparará antes de su entrega a Cabo Cañaveral, en Florida.
JPL está desarrollando el Laboratorio de átomo Frío, patrocinado por el Programa de la ISS en el Centro Espacial Johnson de la Nasa en Houston.
