Este texto lo escribí un día mientras le estaba dando biberón a mi pequeñita hija Jania, entonces de 8 meses y me sorprendió el destello que en sus ojos provocó una luz, producto del reflejo de una chispa en el transformador de la calle. Su pupila y su iris se extendían y se contraían al unísono durante dos o tres segundos. Ese hecho, tan síncrono y homegeneo me recordó lo que acaba yo de leer sobre el Premio Nobel de Fisica del 2001.

Resulta que por ahí del año 1924 o 1925 – no recuerdo muy bien- un investigador Indú le hizo llegar al ya famoso Albert Einstein uno de sus artículos de investigación en el cual había empeñado muchos años de trabajo. Se trataba de Satyendranath N Bose, un investigador que llegó a ser tan reconocido, que el día de hoy hay un instituto de investigación edificado en su honor.

Bose derivó la ley de distribución de fotones (conocida como ley de distribución de Plank) con argumentos estadísticos, y sin recurrir a la electromecánica clásica, procedimiento seguido por Plank. Dicho procedimiento sorprendió a Einstein quien no dudó en traducir los resultados de Bose al alemán y enviarlo a una prestigiada revista Alemana. El modelo estadístico propuesto por Bose permitía el considerar la naturaleza cuántica de la materia en condiciones extremas.

En dicho artículo, se proponía la existencia de un nuevo estado en la materia, el cual, matemáticamente, representaba la condensación de los átomos convirtiéndose en un súper átomo. Se le llama condensación al fenómeno observado cuando una sustancia pasa de un estado gaseoso a uno líquido. Algo así como el proceso inverso de cuando calentamos aguita para café y ésta, después de un descuido, se nos evapora por olvidar apagarle justo cuando empieza a hervir.

Dichos cambios de estado se manifiestan por las diferencias en las propiedades físicas que se observan al cambiar la temperatura de las partículas que lo componen. Aunque no lo creas, aún las partículas que componen los materiales de una roca, tan sólida como la imagines, se mueven y a velocidades extremadamente rápidas.

Lo sorprendente del trabajo de Bose y Einstein reside principalmente en el hecho de que ellos se preocuparon por analizar las características que deberían tener las partículas para formar este nuevo estado, el cual no es ni gaseoso, ni líquido, ni sólido; no es ninguno que conozcamos.. ¿ Entonces qué estado es ? - te preguntarás. Pues el estado predicho por estos dos genios es el denominado Condensado de Bose-Einstein (BEC por sus siglas en Inglés) y consiste en que a bajas temperaturas – bajas en serio – la materia se contrae formando un sistema de partículas con características nunca antes conocidas y que bajo condiciones particulares, explota súbitamente.

Lo más interesante no es la creación de los fuegos pirotécnicos a nivel microscópico, sino la manera tan extraña con la que empiezan a manifestarse los átomos, los cuales, después de condensarse en un súper átomo, empiezan a comportarse al unísono, todos en el mismo nivel de energía, todos bailando el mismo son. Tal y como si al estar bailando música Tecno - cada quién por su lado - de pronto las particulitas se echarán a bailar La Macarena, y ahora si, todas al unísono.

Frío, pero en serio.

Cuando digo bajas temperaturas, hago énfasis en decir “muy bajas” porque estamos hablando de temperaturas cercanas al cero absoluto, es decir a cerca de -273 grados centígrados. Imagina, el agua se congela a 0 grados centígrados y nuestro cuerpo se mantiene, cuando no tenemos calentura, a 37.6 grados centígrados. El agua se comienza a evaporar a 100 grados centígrados. Bien, pues las temperaturas a las que se referían Bose y Einstein son temperaturas que quizás no existen de forma natural en ninguna parte del universo!!!!

Desde aquellos años, los trabajos de investigación en diferentes grupos versaban sobre la posibilidad de poder reproducir dichas condiciones tan extraordinarias.

¿ Recuerdas cuando te platiqué mi gran admiración hacia Leonardo Da Vinci ? ¿ Recuerdas mi camisa que compré en Italia, aquella toda agujereada que trae el rostro del gran sabio en el frente y el diseño de algo que parece helicóptero en la parte posterior ?. Pues bien, en el caso de la aviación, tuvieron que pasar más de 500 años desde que el gran Leonardo dio las bases técnicas para poder volar hasta que los hermanos Wright lograron mantenerse en el aire durante unos segundos, que si bien fueron pocos, fueron los suficientes para ser considerados los Padres de la aviación moderna. Así como Leonardo plasmó sus resultados en imágenes tan maravillosas, Bose y Einstein dieron prueba teórica de la posibilidad de poder obtener este nuevo estado de la materia.

Como imaginarás, el trabajo de los hermanos Wright no fue el primero ni el último en los esfuerzos por materializar los sueños de Leonardo y tantos otros que sé soñaban desafiando la gravedad y queriendo conocer más allá de las nubes. De la misma manera hubo muchos esfuerzos por obtener el BEC y fueron justamente C. E. Wieman y E. A. Cornell quienes finalmente en 1995 lograron conseguir las condiciones necesarias para poder observar la gestación tan espectacular como es la formación del BEC. El trabajo fue arduo y requirió de un dominio tanto científico como tecnológico tan sofisticado que significó la nada desdeñable labor de cerca de 15 años de investigación y el involucramiento directo de más de 20 estudiantes de posgrado además de miles de dólares para lograr lo un día predicho por Bose y Einstein.

Casi en paralelo, los resultados y experimentos de Ketterle (MIT) al utilizar el láser para la fijación en lugar de utilizar el campo magnético, así como su aportación al entendimiento de dicho estado vinieron a complementar los trabajos de Cornell y Wieman, lo que le meritó ser co-partícipe del premio

Materializando un sueño

Después de muchos esfuerzos por lograr el BEC con átomos de hidrógeno, Wieman por su parte decidió incursionar en el uso del Rubidio, elemento alcalino con propiedades aptas para su condensación. Wieman diseñó una estrategia que consistía en frenar los átomos de Rubidio a tan bajas velocidades, que el átomo casi se frena por completo. Imagina que en estado natural, los átomos de Rubídio utilizados por Wieman y su equipo se mueven a cerca de 1600 000 por hora. Bien, después de atacar a los átomos con rayos láser provenientes de todos lados estos átomos se frenan a una velocidad de apenas 1 metro por segundo, tan lento como el movimiento de una mosca jodelona. Una vez atrapados por los rayos láser se acaba el bombardeo lumínico y ahora es responsabilidad de un campo magnético el terminar de frenar a los restantes 15,000 átomos que formarán más tarde el BEC.

Como te puedes imaginar, los atomitos Macarentosos interactúan entre ellos de manera armónica. Ya atrapados en el campo magnético no les queda más que atenerse a como éste ejerce y controla su comportamiento. Hace apenas unos meses, unos alumnos de Cornell y Wieman publicaron sus resultados experimentales en la revista Nature. ¿ Y sabes qué hicieron ?- Bien, pues encontraron la manera de acabar con la fiestesita de los átomos de manera abrupta. Estos investigadores, aprovechando que los átomos dispuestos a formar moléculas en estados tan extremos de temperatura son muy susceptibles a los campos magnéticos, por medio de variaciones lograban alterar tanto el tamaño como la forma del BEC haciéndolo experimentar comportamientos extraños.

Así, los atomitos eran forzados a atraerse y a de pronto repelerse como si estuvieran jugando a las trais. Después de un rato de alterar su comportamiento, el BEC explota, arrojando fuera de si tanto a grupos de átomos como a átomos individuales, quedando pequeñas porciones del BEC
Esta es, pues, más o menos la historia de cómo y porqué se otorgó el Premio Nóbel de Física 2001. Sé que estás muy pequeña aún para saber si serás física, química, matemática o lo que sea. Lo que sí se, es que si bien estás ahora profundamente dormida, algún día verás computadoras - que en realidad serán mini-congeladores - tan avanzadas que el procesado de la información será, quizá, a nivel cuántico -a velocidades cercanas al de la luz - así como la materialización del trabajo de tantos investigadores quienes día a día intentamos entender las maravillas de este tan condensado y explosivo mundo.

luisalbertomunozubando@gmail.com

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