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Científicos alemanes alcanzaron temperaturas récord usando una torre de caída libre, convirtiendo Bremen en el lugar más frío del universo por 2 segundos en un experimento histórico.
En agosto de 2018, la ciudad de Bremen, en el norte de Alemania, se convirtió en el lugar más frío del universo — al menos por dos segundos. La hazaña ocurrió en la torre de caída libre del Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad (ZARM), que tiene 146 metros de altura y domina el horizonte del parque tecnológico local.
Dentro de una cápsula en caída libre, los científicos enfriaron un condensado de Bose-Einstein (BEK) a increíbles 38 picokelvins (38 trilionésimos de bilionésimos de Kelvin) por encima del cero absoluto, rompiendo récords conocidos de baja temperatura y superando el ambiente helado de la Nebulosa del Bumerangue, ubicada a 5.000 años luz de la Tierra, que registra -272,15 °C.
Qué es el condensado de Bose-Einstein y por qué es importante
El BEK es conocido como el quinto estado de la materia (además de sólido, líquido, gaseoso y plasma) y ocurre cuando los átomos son enfriados a temperaturas extremadamente bajas, haciendo que sus partículas se comporten como una única entidad cuántica, con características únicas.
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El enfriamiento extremo reduce la velocidad de las partículas, permitiendo mediciones de alta precisión y nuevos avances en física cuántica y tecnologías de medición.
Cómo la torre de caída libre permitió el récord de frío
La torre de caída libre de Bremen fue diseñada para simular condiciones de microgravedad por cortos períodos. Al crear un vacío dentro del tubo y utilizar una catapulta para lanzar la cápsula de investigación, los investigadores prolongaron el estado de caída libre de 4,75 a 9,5 segundos, creando condiciones ideales para experimentos que requieren ausencia casi total de peso.
Durante la caída, los átomos en el condensado fueron enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto, manteniendo el estado por dos segundos, tiempo suficiente para observaciones que no serían posibles en laboratorio bajo gravedad terrestre, donde el BEK se sostiene por solo 22 milisegundos antes de disiparse.
La colaboración científica detrás del experimento
El experimento fue realizado por el ZARM como parte del proyecto QUANTUS, en colaboración con el Centro Aeroespacial Alemán y investigadores de la Universidad Leibniz de Hannover, Universidad Humboldt de Berlín y Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia.
El objetivo era estudiar la propagación de nubes atómicas ultrafrias bajo microgravedad, avanzando en el desarrollo de tecnologías de navegación y sensores de medición ultraprecisos.
Potencial para aplicaciones futuras
La creación y el control de BEK en condiciones de microgravedad pueden viabilizar sistemas de navegación extremadamente precisos, interferómetros atómicos e instrumentos de medición sensibles a la gravedad, esenciales en exploraciones espaciales y estudios fundamentales de física.
La tecnología utilizada en la torre de caída libre también puede ser adaptada para experimentos a bordo de satélites o de la Estación Espacial Internacional (ISS). En experimentos preliminares en la ISS, otro tipo de BEK fue observado durante un segundo.
Los investigadores de Bremen creen que los métodos utilizados podrían expandir los 2 segundos de microgravedad de la torre a hasta 17 segundos en órbita, potenciando los estudios en entornos de gravedad cero.
El récord y el futuro de la investigación en temperaturas extremas
La hazaña de Bremen ilustra cómo Alemania y sus instalaciones avanzadas, como la torre de caída libre, continúan a la vanguardia de la investigación en física de partículas y tecnologías aplicadas al espacio. Crear el lugar más frío del universo por 2 segundos representa no solo un hito en temperatura, sino también el avance del conocimiento sobre estados cuánticos de la materia.
La medición de estas temperaturas ultrabajas solo es posible con sensores capaces de monitorizar el movimiento de los propios átomos, ya que la temperatura no es más que la vibración de las partículas en un material.
En niveles tan extremos de frío, las partículas prácticamente cesan su movimiento, permitiendo que los científicos estudien propiedades cuánticas en un régimen hasta entonces inexplorado.
Un ejemplo de cómo la ciencia transforma desafíos en avances
La gravedad terrestre no puede ser apagada, pero puede ser “eludida” por períodos cortos mediante la caída libre, transformando lugares como Bremen en verdaderos laboratorios de punta.
Con estos experimentos, Alemania reafirma su posición en el desarrollo de tecnologías científicas, ampliando el conocimiento sobre los límites del frío y sus aplicaciones para el futuro de la exploración espacial y la física de partículas.
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