¿Qué es enfriar un átomo y para qué sirve?

La semana pasada el premio nobel de física William Phillips visitó Colombia y en el marco de la cátedra del sesquicentenario de la Universidad Nacional hizo una demostración de cómo enfriar y reducir la velocidad de los átomos, trabajo por el que recibió en 1997 este galardón. El evento fue un éxito y cientos de personas coparon el auditorio para observar el experimento.

La comunidad científica del país no ha dudado en calificar la visita de Phillips como una de las más importantes que ha ocurrido en los últimos años en el campo de la ciencia colombiana. Pero, para una persona de a pie, ¿tiene alguna importancia que el nobel haya venido al país? o ¿el método de enfriar átomos puede afectar de alguna manera su vida y las cosas cotidianas que hace?

Para responder estas preguntas primero hay que explicar en qué consiste el enfriamiento de átomos. Desde la década de los ochenta del siglo pasado, Phillips y Claude Cohen-Tannoudji y Steven Chu, comenzaron a buscar una manera de reducir la velocidad de los átomos y por ende su temperatura. Estas partículas se mueven a la increíble velocidad de 4.000 km/h, lo que hace muy difícil su estudio.

Para solucionar el problema, estos científicos idearon un método en el que un átomo es bombardeado con láser hasta que sus electrones reducen su velocidad y su temperatura se acerque al cero absoluto, unos -273,16 °C. En resumidas cuentas, este proceso ocurre cuando el átomo absorbe y emite los fotones del láser.

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En términos prácticos la investigación realizada por Phillips, Cohen y Chu ha servido para comprender mejor el funcionamiento de los átomos. A manera de símil: en ocasiones para entender cómo funciona un automóvil es preferible que no esté en movimiento. También abre una posibilidad a la fabricación de materiales sintéticos ya que los átomos en reposo se pueden organizar de muchas maneras como si fueran fichas de Lego.

El trabajo de Phillips y sus colegas ha sido una semilla que ya está dando grandes frutos. El físico chino americano, Jun Ye, experto en metrología de precisión (a escala atómica), junto con su grupo de trabajo construyó el reloj atómico catalogado como el más preciso del mundo, con una variación de menos de un segundo en 15.000 millones de años, un periodo que es superior a la edad del universo.

Su trabajo facilita la navegación en los sistemas de GPS. Este reloj atómico además podría servir en el futuro para tomar mediciones en el espacio, incluso Jun Ye cree que puede ayudar en temas como la teletransportación o medir el momento en el que un volcán podría hacer erupción.

Por otra parte, la científica colombiana Ana María Rey considera que poder controlar los átomos y ponerlos de diferentes formas estructuradas podría servir para ahondar en temas de mecánica cuántica e incluso trabajar en la creación de un computador cuántico.

Con el continuo avance de este trabajo, por primera vez se tendría acceso al mundo cuántico y con la creación de este computador las posibilidades de avance en diferentes temas y campos de la ciencia serían muy grandes. De hecho, con la creación de este ordenador sería muy fácil romper todos los códigos de seguridad del mundo, aunque esto sería solo una de sus aplicaciones y traería una gran responsabilidad.

Sin duda el trabajo del nobel William Phillips y sus compañeros fue un avance que en 1997 pasó casi desapercibido, pero que 20 años después puede ser la esperanza para llegar a nuevas tecnologías.