En un nuevo estudio, los investigadores crearon una nube de unos 10.000 átomos de Rubidio ultrafríos, tan tranquila y fría, que los átomos se fusionaron en un peculiar objeto cuántico llamado condensado de Bose-Einstein. Luego se dejó caer este material desde una torre elevada en forma de aguja en Bremen, Alemania, la cual es sólo 23 metros más corta que el Monumento a Washington.
Cayendo libremente los objetos están esencialmente en ingravidez. Así que el éxito en la caída demuestra a los investigadores que ahora tienen la habilidad para monitorear los objetos cuánticos en la gravedad cercana a cero – lo cual puede llevar a una comprensión más profunda de temas pesados, como la relatividad general, un consorcio Alemán, Inglés y Francés informaron de sus investigaciones en Science el 18 de junio .
imágen del condensado de Bose-Einstein (BEC) usado en el experimento formado por átomos de rubidio enfriados a 9 nanokelvin encerrado en una cápsula de 60×60×215 (cm).
imágen que muestra el experimento en detalle.
El nuevo estudio es "un avance tecnológico impresionante", comenta el físico Wolfgang Ketterle del MIT, quien compartió un Premio Nobel en 1995 por la creación del BEC (condensado Bose-Einstein) en el laboratorio."Estoy muy contento de ver las muchas direcciones que la investigación del BEC ha tomado- mucho más allá de lo que se esperaba cuando fue descubierto el BEC".
Uno de los mayores desafíos para los investigadores fue la miniaturización de la gran cantidad de equipos complejos necesarios para crear y mantener un BEC. Normalmente, para hacer un BEC se requiere un gran laboratorio "repleto de espejos y lentes y todo tipo de elementos ópticos", dice el físico Paulo Nussenzveig de la Universidad de São Paulo en Brasil, quien es coautor y acompañante del artículo en el mismo número de Science. "Ellos adecuaron el equipo equivalente en una cápsula de 60-por-60 centímetros por 2-metros y la arrojaron desde una altura de 120 metros la cual se estrelló en la parte inferior. Es realmente, increíble. "
Una cámara captó la expansión del BEC antes de que la cápsula se estrellara en un pozo de 8 metros de profundidad con bolas de plástico. El comportamiento de los átomos en la casi ingravidez estuvo en gran medida de acuerdo con las predicciones teóricas, aunque el equipo encontró que pequeñas perturbaciones magnéticas causaron que el BEC se expandiera un poco menos de lo previsto.
Aunque los investigadores no han descubierto ninguna nueva física, sin embargo, se espera que el sistema pronto será útil, dice el coautor del estudio Ernst Rasel de Leibniz Universität Hannover en Alemania. "Este es un modesto primer paso hacia algo con lo cual usted puede hacer experimentos interesantes," él dice.
Él y sus colegas tenían el famoso experimento del ascensor de Einstein en mente cuando crearon la torre. Una persona dentro de un ascensor cayendo sentiría la ingravidez, Einstein postuló, ya que el tirón de la gravedad es cancelado por la aceleración de la bajada. Esta idea, llamada el principio de equivalencia, condujo a Einstein a desarrollar la teoría de la relatividad general. Pero, ¿cómo la relatividad general se aplica a los objetos en la escala cuántica sigue siendo un misterio?.
Nussenzveig dice que observando el comportamiento de la materia extraña en microgravedad se puede responder a las preguntas pendientes acerca de cómo funciona la gravedad en las muy pequeñas escalas cuánticas. "Para tener una teoría cuántica de la gravedad, eso es algo que todavía falta", dice. Algunos investigadores creen que la gravedad podría tirar de los diferentes tipos de átomos de diferentes maneras, lo cual un sistema sensible como el BEC en caída libre podría ser capaz de detectar, dice.
Nota: aunque no lo dice la fuente este experimento confirma de manera categórica la equivalencia entre la masa gravitatoria y la masa inercial.
fuentes de la información:
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/60357/title/Physics_in_free_fall