Gran Finale

Esperemos que les haya gustado nuestro Blog, lo hicimos lo más concreto y resumido posible para no aburrirlos ;) Sería más fácil para nosotros si dejarán sus comentarios en esta entrada. ¡Gracias por visitarnos! :D

UNA NUEVA CLASE DE MATERIA

No es muy usual que se esté presente durante el nacimiento de una nueva clase de materia, pero cuando así sucede, el entusiasmo es extraordinario. 

"Observar algo que nadie antes haya visto es emocionante y a la vez profundamente satisfactorio. Esos son los momentos en que uno desea ser un científico", dice Wolfgang Ketterle.

Los BECs no son como los sólidos, los líquidos y los gases sobre los que aprendimos en la escuela. No son vaporosos, ni duros, ni fluidos. En verdad, no hay palabras exactas para describirlos porque vienen de otro mundo -- el mundo de la mecánica cuántica.

La mecánica cuántica describe las extrañas reglas de la luz y la materia a escalas atómicas. En este mundo, la materia puede estar en dos lugares al mismo tiempo; los objetos se comportan a la vez como partículas y como ondas.Aunque las reglas cuánticas parecen ir en contra de la intuición, son la base de la realidad macroscópica que experimentamos día a día. Los condensados de Bose-Einstein son objetos curiosos que unen la brecha entre ambos mundos.

"En un gas ordinario, los átomos se mueven en forma aleatoria, se dispersan en todas direcciones. Pero en un BEC, todos los átomos marchan al mismo paso", explica Ketterle. "Ellos son simplemente una sola onda de materia que se propaga en una dirección."

Pulsos de láser atómico producidos en el laboratorio de Ketterle.

Los lásers atómicos se parecen a los lásers de luz; son rayos de fotones que de igual manera "marchan al mismo paso". Pero existen diferencias: Por ejemplo, los rayos de láser atómico tienen masa, y se doblan con el campo gravitacional de la tierra. Además, los lásers de luz atraviesan el aire fácilmente mientras que los lásers atómicos serán dispersos considerablemente por las moléculas de aire.

Una imagen de los condensados de Bose-Einstein en superposición. Las sombras revelan un "patron de interferencia"-- de las ondas Bose-Einstein.

Aplicaciones

Nos cuenta Wolfgang Ketterle, investigador del IMT que ha logrado hacer condensados Bose-Einstein que esto es una revolución en el entendimiento de la materia dentro de la física. Dice "el estado Bose-Einstein es a la materia como el láser es a los focos convencionales". Para empezar, al estar todos los átomos juntos en una sola onda, en un solo átomo, las propiedades de la onda-partícula pueden ser estudiadas mucho más a detalle. También servirá para manipular la materia como queramos, al mover un sólo átomo para mover todos. Esto desemboca en muchas aplicaciones que aún no se han llevado a la práctica por la dificultad que hay en crear este tipo de condensado. Cabe mencionar aquí que se desarrolló mucha tecnología nueva para poder llegar a tan bajas temperaturas, milmillonésimas de grados arriba del cero absoluto. 

He aquí un artículo muy interesante, directo y corto:

http://digital.el-esceptico.org/leer.php?autor=7&id=196&tema=38

Y un videillo:

Para un mejor entendimiento del estado Bose-Einstein

Explicación Intuitiva

En este estado, todos los átomos se encuentran en el mismo lugar, aunque esto vaya en contra de la impenetrabilidad (resistencia que opone un cuerpo a que otro ocupe simultáneamente su lugar). A temperaturas cercanas al cero absoluto, se observa que los átomos pierden su identidad individual y se juntan en una masa común conocida como superátomo. 

A continuación, una explicación más gráfica:

En el condensado de Bose-Einstein, la única bola roja representa la posición donde se hayan todos lo átomos, pero no uno sobre otro, sino todos ocupando el mismo espacio.

Explicación utilizando el concepto de ondas

Para poder entender este concepto, se tiene que tener en cuenta que los átomos, como todas las partículas, también son ondas debido a la dualidad onda-partícula (para saber más sobre esto: http://www.youtube.com/watch?v=Ow316a2vCyg&playnext=1&list=PL132416E3D71BA0B4. Entre más lento se mueva un átomo, su longitud de onda es más larga.

Para alcanzar el estado Bose-Einstein, es necesario enfriar muchísimo los átomos. Debido a esto, su velocidad disminuye hasta que su longitud de onda se hace tan larga que su onda es casi plana. En este punto, las ondas de todos los átomos enfriados se superponen, formando una única onda y alcanzando el estado de condensado de Bose-Einstein.

Por eso se dice que los átomos se encuentran en el mismo lugar, porque todos son descritos por una única onda.

Explicación utilizando el principio de incertidumbre

El principio de incertidumbre enuncia que no es posible conocer con precisión la posición y la velocidad de una partícula a pequeña escala. Teóricamente, al alcanzar una temperatura de 0K (cero absoluto) un átomo también tiene velocidad cero, ya que la ausencia de temperatura impide que el átomo tenga energía cinética. Esto hace que la posición donde se encuentra el átomo sea muy incierta porque conocemos su velocidad, con lo que el átomo puede encontrarse en un volumen muy grande. El volumen ocupado por un átomo tan frío es tan grande que los átomos de la trampa se superponen y se unen, formando el condensado de Bose Einstein.

Un poco de historia

En 1920, Satyendra Nath Bose publica un artículo científico acerca de los fotones de luz y sus propiedades. En él se describen algunas reglas para determinar si dos fotones deberían considerarse idénticos o diferentes (estadística de Bose). Para conseguir que su artículo llamara la atención en el ámbito científico, Bose decidió escribir a Albert Einstein para solicitar su apoyo. Einstein aplica las reglas descritas por Bose a los átomos preguntándose cómo se comportarían los átomos de un gas si se les aplicasen estas reglas. De esta forma, Einstein logro ampliar las ideas del físico hindú para predecir que, a temperaturas extremadamente frías, los átomos se unirían en una nueva fase de la materia conocida actualmente como condensado de Bose-Einstein.

Michio on Bose-Einstein Condensates

Bose Einstein condensate emerged in 1995 as an example of an incredibly cold fifth state of matter, a superfluid. Our universe is composed of gas, liquid, solid, and plasma, but physics predicts another form of matter that does not exist naturally.  The particles in Bose Einsteincondensate have the coldest temperature possible, 0 degrees Kelvin or absolute zero. Consequently, particles in this state display unique, even bizarre, characteristics. http://www.wisegeek.com/what-is-bose-einstein-condensate.htm

Bienvenida

¡Hola compañeros!

En este blog iremos publicando información sobre el estado Bose-Einstein, también pondremos curiosidades sobre esto, o nuestra opinión de la información presentada. Esperemos lo encuentren al menos leíble, si no es que divertido. Disfruten sus vidas ingenieriles. :D