Congelan átomos a una temperatura cercana al cero absoluto

Congelan átomos a una temperatura cercana al cero absoluto

Investigadores han usado microondas para enfriar átomos a una millonésima de grado cercano al cero absoluto, y esto nos pone más cerca de un computador cuántico.

El cero absoluto es esa temperatura en la que el movimiento, inclusive a nivel subatómico, se reduce a su mínima expresión. Unos 273,15 °C bajo cero, una temperatura bastante fría a la que, en teoría, el movimiento de las partículas se reduce a cero. Aunque esto contraviene el principio de la incertidumbre de Heisenberg, pero ese es otro tema. Por eso hablamos de temperaturas cercanas al cero absoluto. Y en esta oportunidad, los científicos lograron enfriar una partícula a sólo una millonésima de grado sobre el cero absoluto.

Usualmente son los lásers los que hacen este trabajo, usando una propiedad de los átomos llamada separación de estados. Ésta es la cantidad de energía requerida para excitar a un electrón que se encuentra en una órbita determinada, y hacerlo saltar a una órbita superior. El valor de la separación de estados corresponde a la longitud de onda de la luz que corresponde exactamente con la energía que se necesita para hacer saltar al electrón un nivel.

Si irradiamos un láser con una energía inferior al valor de la separación de estados, el átomo usará un poco de su propio calor para hacer saltar el electrón a un nivel superior, pero cuando el electrón caiga a un nivel inferior, el liberará toda la energía, la de la luz y la proporcionada por el átomo, por lo cual el átomo tendrá menos energía. Efectivamente hemos enfriado un átomo usando luz.

Lo interesante aquí es que los investigadores tomaron ese concepto y decidieron usar microondas en lugar de luz. Y aunque ésta no es la primera vez que usan microondas para enfriar cosas, este sería el récord de temperatura, pues llegaron a una temperatura que es sólo una millonésima de grado sobre el cero absoluto. Además, esta técnica es mucho más simple de ejecutar que en la que se usan lásers.

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Ésto implica muy buenas noticias para la computación cuántica, pues la física requiere que estos dispositivos se encuentren a la menor temperatura posible, ya que las moléculas que contienen y procesan los datos deben estar perfectamente quietas para que los datos no se pierdan. Esto quiere decir que tienen cero energía, cosa que solo ocurre a una temperatura de cero absoluto.

Usualmente las computadoras trabajan con bits, que son valores proporcionados por la corriente, en la que la existencia de corriente es un 1 y la ausencia es un 0, lo cual se traduce en un sí o un no. Las computadoras cuánticas se aprovechan de las propiedades de onda que tienen toda partícula, lo cual permite que puedan ser cero, uno o cero y uno a la vez.

Hacer el proceso de enfriamiento sencillo es un paso enorme para la computación cuántica, y aunque probablemente no vayas a tener sobre tu escritorio uno de estos equipos muy pronto, ayudará a los científicos a resolver problemas que los computadores actuales no pueden resolver.

Fuente: Sussex University

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