Crean nuevo estado de la materia

Un equipo internacional de físicos convirtió tres átomos normales en un nuevo estado especial de la materia cuya existencia fue propuesta por el científico ruso Vitaly Efimov en 1970.


En este nuevo estado de la materia, cualesquiera de dos o tres átomos (de cesio en este caso) se repelen uno a otro en cercana proximidad.
“Pero cuando usted pone tres de ellos juntos, resulta que se atraen y forman un nuevo estado”, dijo Cheng Chin, profesor auxiliar de física en la Universidad de Chicago.
Chin, junto con 10 científicos dirigidos por Rudolf Grimm de la Universidad de Innsbruck en Austria, informaron de este logro en la revista especializada Nature.

La publicación describe el experimento en el laboratorio de Grimm en donde los físicos pudieron por primera vez observar el estado de Efimov en un compartimiento al vacío a temperatura ultra fría, sólo alguna billonésimas arriba del cero absoluto (menos 273.15 grados centigrados).
Este nuevo estado se comporta como el anillo de Borromean, un símbolo de tres círculos que se ligan y que tienen un significado histórico en Italia.
El concepto de Borromean también existe en la física, la química y las matemáticas.
“Este anillo significa que tres objetos están enredados. Si usted toma uno de ellos, los otros dos lo seguirán. Sin embargo, si usted corta uno de ellos, los otros dos se moverán aparte”, dice Chin.
“Hay algo mágico sobre este número de tres”. El experimento de Innsbruck implicó tres átomos de cesio, un metal suave usado en los relojes atómicos, puestos en una molécula que manifestó el estado de Efimov.
Pero en teoría el estado de Efimov debe aplicarse universalmente a otros sistemas de tres partículas a temperaturas del ultra frías.
“Si usted puede crear esta clase de estado afuera en cualquier otro tipo de partícula, tendrá exactamente el mismo comportamiento”, afirma Chin.
Cerrando el circulo
El encontrarlo puede conducir al establecimiento de una nueva especialidad en la investigación dedicada a entender el comportamiento de la mecánica cuántica en algunas partículas que obran recíprocamente, dice Grimm.
La mecánica cuántica gobierna las interacciones de átomos y de partículas subatómicas, pero se entiende mejor cuando está aplicado a sistemas que consisten en dos o algunas partículas.
Una buena comprensión de los sistemas que contienen apenas un puñado de partículas elude a los científicos.
Eso puede cambiar mientras los científicos comienzan a producir experimentos de laboratorio que simulan los sistemas hechos de apenas tres o cuatro partículas, como los que se encuentran en el núcleo de un átomo.
Ahora que se ha alcanzado el estado de Efimov, los científicos pueden aspirar cambiar las características mismas de la materia, dice Chin.
El equipo de Innsbruck-Chicago ejerció control total sobre los átomos en el experimento, llevándolos al estado de Efimov y nuevamente al de átomos normales a voluntad.
“Este llamado control cuántico sobre las características fundamentales de la materia parece factible ahora. No estaremos limitados a las propiedades del aluminio, o a las características del cobre. Realmente estamos creando un nuevo estado en el cual podemos controlar sus características”.
Hoy los investigadores de nanotecnología pueden combinar los átomos de maneras novedosas para crear materiales con interesantes nuevas características, “pero usted no está cambiando las interacciones fundamentales de estos átomos”, subraya Chin.
Y finaliza diciendo: “Después de trabajar en el cesio por muchos años, éste es un sueño que llego a ser verdadero para mí”.

Quimica: Sofia Sepulveda.