Los científicos normalmente no reciben fuegos artificiales cuando descubren algo sobre el universo. Pero un equipo de investigadores de la Universidad de Chicago encontró un espectáculo que los esperaba a nivel atómico, junto con una nueva forma de comportamiento cuántico.
"Este es un comportamiento muy fundamental que nunca antes se había visto antes; fue una gran sorpresa para nosotros", dijo el autor del estudio y profesor de física Cheng Chin. Publicado el 6 de noviembre Naturaleza , la investigación detalla un fenómeno curioso, visto en lo que se pensaba que era un sistema bien entendido, que algún día podría ser útil en aplicaciones de tecnología cuántica.
El laboratorio de Chin estudia lo que sucede con las partículas llamadas bosones en un estado especial llamado condensado de Bose-Einstein. Cuando se enfría a temperaturas cercanas al cero absoluto, todos los bosones se condensan en el mismo estado cuántico. Los investigadores aplicaron un campo magnético, empujando los átomos, y comenzaron a colisionar, enviando a algunos volando del condensado. Pero en lugar de un campo uniforme de expulsiones aleatorias, vieron brillantes chorros de átomos disparando juntos desde el borde del disco, como fuegos artificiales en miniatura.
"Si le hubieras pedido a casi cualquiera que prediga lo que sucedería, hubieran dicho que estas colisiones solo enviarían átomos volando en direcciones aleatorias", dijo el compañero postdoctoral Logan Clark, el primer autor del estudio; él y su equipo-autor y compañera posdoctoral Anita Gaj fueron los primeros en ver el fenómeno. "Pero lo que vemos son miles de bosones que se agrupan para irse en la misma dirección".
"Es como si las personas formaran un consenso y se fueran en grupos", dijo Chin.
Los pequeños chorros pueden aparecer en otros sistemas, dijeron los investigadores, y comprenderlos puede ayudar a arrojar luz sobre la física subyacente de otros sistemas cuánticos.
Además, los chorros, como otros nuevos comportamientos cuánticos, pueden ser de interés en la tecnología ". Por ejemplo, si enviaras un átomo en particular en una dirección, un montón más seguiría en la misma dirección, lo que te ayudaría a amplificarpequeñas señales en el mundo microscópico ", dijo Clark.
Dado que hay energía entregada al sistema y las partículas no están en sus estados fundamentales, cae dentro de la categoría de un área particularmente caliente de investigación de ingeniería cuántica llamada sistemas cuánticos "impulsados", dijeron los autores. La física de los sistemas en estoslos estados cuánticos no se entienden bien, pero son esenciales para diseñar tecnologías útiles.
Sin embargo, los condensados de Bose-Einstein son un área generalmente bien estudiada, por lo que estaban emocionados de ver un comportamiento nunca antes documentado, dijeron los científicos.
"Si ves algo loco en este simple experimento, te hace preguntarte qué más hay", dijo el estudiante graduado Lei Feng, también coautor.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Chicago . Original escrito por Louise Lerner. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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