Crean un líquido cuántico cien millones de veces más diluido que el agua

Científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona (noreste de España) crearon, a partir de átomos ultra fríos un líquido cuántico cien millones de veces más diluido que el agua y un millón de veces menos denso que el aire

El logro científico, que publicó la revista Science, utiliza un efecto cuántico para producir gotas formadas al mezclar dos gases de átomos de potasio enfriados a -273,15 grados centígrados, que es la temperatura más cercana del cero absoluto a la que se puede llegar.

“La verdad es que es un logro tan nuevo que no sabemos todavía cómo lo podemos utilizar. Hemos hecho una cosa que se había teorizado, pero que nadie se había imaginado que pudiese hacerse”, explicó la profesora del ICFO Leticia Tarruell, que ha dirigido la investigación.

“El carácter ultra-diluido y las propiedades intrínsecamente cuánticas de estas gotas nos ayudan a comprender mejor el comportamiento de partículas cuánticas en interacción, y algunas características comunes al helio líquido, las estrellas de neutrones o incluso algunos materiales complejos”, añadió.

“También es posible que con esta técnica podamos hacer medidas cuánticas más precisas”, indicó Tarruell. Para conseguir las primeras “gotas líquidas cuánticas”, el equipo de Tarruell creó una máquina específica, en cuyo desarrollo han tardado dos años, con la que, mediante rayos láser, frenaron el movimiento de los átomos de dos gases para enfriarlos al máximo.

El líquido cuántico tiene los átomos muy alejados entre sí, por lo que es muchísimo más diluido que el agua de forma que, según Tarruell, “las gotas cuánticas que ocupan una cuchara, si tuvieran la misma densidad del agua, ocuparían toda una piscina olímpica”.

“Aunque en condiciones normales esto es sin duda imposible, a muy bajas temperaturas la materia se comporta de forma inusual y sorprendente”, añadió.

Los expertos demostraron que a temperaturas cercanas al cero absoluto los átomos se comportan como ondas y obedecen las leyes de la mecánica cuántica y que al mezclar dos gases que se atraen entre sí a esas temperaturas se forman gotas líquidas ultra-diluidas.

Las gotas cuánticas de potasio son muy similares a las gotas de agua: tienen una forma y tamaño bien definidos, y están extremadamente frías y tienen propiedades cuánticas únicas.

La existencia de estas gotas se debe exclusivamente a las fluctuaciones cuánticas, un efecto cuántico “sorprendente” que hasta ahora sólo había sido imaginado, pero no demostrado empíricamente, según Tarruell.

La investigadora advirtió sin embargo que, debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, los átomos que forman las gotas no pueden estar nunca en reposo absoluto “y cualquier movimiento es calentamiento”, por lo que se genera una pequeña energía adicional que hace que las gotas muy pequeñas se evaporen convirtiéndose nuevamente en gas.