EL PREMIO DE FISICA POR EL CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN

EL PREMIO DE FISICA POR EL CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN

Un Nobel para el “quinto estado”

Dos científicos norteamericanos y un alemán recibieron el Nobel de Física por descubrir el llamado “quinto estado de la materia”.

Los norteamericanos Eric Cornell y Carl Wieman, profesores en Boulder, Colorado.

Por Leonardo Moledo

Como suele suceder, el Premio Nobel de Física 2001 fue compartido por dos norteamericanos: Eric Cornell, 39, Carl Wieman, 50, ambos profesores en la Universidad de Boulder, Colorado, y el alemán Wolfgang Ketterle, 43 (MIT, Massachusetts) por haber descubierto propiedades fundamentales y haber logrado producir el condensado de Bose-Einstein, un estado de la materia en el que un gas de átomos se comporta “en bloque” como si se tratara de un superátomo o una gota, y que podría abrir el camino para la obtención de un “láser de materia”, muchísimo más preciso que los láseres de luz. El condensado de Bose-Einstein suele describirse como “el quinto estado” de la materia (al lado del sólido, líquido, gaseoso y plasma). Este año, el Premio Nobel de Física, otorgado por la Academia de Ciencias de Suecia, es de novecientos veinte mil dólares.

Aunque los tres premiados trabajan y residen en el centro del Imperio del Bien, la historia del “condensado” empezó del otro lado del mundo, en otro tiempo. En 1924, más precisamente, cuando el físico indio S. N. Bose, de la Universidad de Dacca, envió a Einstein un trabajo en el que estudiaba desde el punto de vista estadístico las propiedades de las partículas que ahora (y en su honor) se llaman bosones (la materia se compone de fermiones –electrones, protones, neutrones– y bosones). Einstein tradujo al alemán y publicó el trabajo de Bose y luego lo desarrolló en un par de artículos donde predijo que, dicho en términos actuales, dadas ciertas condiciones, un conjunto de átomos podían entrar “en fase”, y comportarse coherentemente como si se tratara de un verdadero superátomo. Esta predicción es la que Cornell, Ketterle y Wieman lograron concretar en 1995 en una nube de átomos alcalinos (rubidio, el elemento 87 de la Tabla Periódica, y sodio, el 23).

El asunto es más o menos como sigue: un láser es un haz de luz coherente; esto es, las ondas que lo componen tienen todas la misma frecuencia, amplitud y están en fase (quiere decir que las crestas corresponden a las crestas y los valles a los valles).

Ahora bien: la materia está compuesta de átomos que obedecen a las leyes de la mecánica cuántica y la mecánica cuántica establece que a cada partícula está asociada una onda (como descubriera el físico francés y príncipe Luis De Broglie en 1924). A escala cotidiana y temperaturas cotidianas los fenómenos cuánticos son imperceptibles y los átomos de un gas confinado en una caja se comportan como pequeñas bolas de billar que chocan unas con otras y contra las paredes. Pero si se logra enfriar la nube de átomos hasta temperaturas de un diezmillonésimo de grado por encima del cero absoluto (273 grados bajo cero), y aumentar suficientemente su densidad, como para que la longitud de onda de los átomos sea la misma que la distancia entre ellos, las ondas particulares de cada átomo se condensan en una sola onda coherente que describe el conjunto, como si el conjunto del gas se comportara como un superátomo, o como una “gota” –de ahí el nombre de “condensado”–.

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