Espejos enfriados cerca del cero absoluto por medio de láseres.

Si deseamos realmente observar la mecánica cuántica en acción, debemos disminuir la temperatura de la materia hasta que los átomos dejen de moverse. Los físicos emplean láseres de alta entonación para acercarse al estado del “cero absoluto”, pero la técnica ha permitido únicamente congelar pequeños grupos de átomos. Recientemente un grupo científicos afirman haber enfriado (con una diferencia arriba del cero absoluto) un espejo del tamaño de una pequeña moneda, la temperatura más baja de un objeto visible inducida por la acción de un láser.

Uno de los más grandes enigmas en la física es cómo la material puede ser gobernada por cuatro fuerzas (el electromagnetismo, que gobierna los fenómenos de la luz, calor y la electricidad; las fuerzas nucleares débil y fuerte, que mantienen unidos las estructuras atómicas; y la fuerza de gravedad, la cual claramente opera cuando las masas de los objetos son grandes). En otras palabras, los científicos buscan entender cómo los objetos sólidos se mantienen en una aparente naturaleza caótica de la mecánica cuántica. El obstáculo mayor de investigación es que las fuerzas mencionadas encubren los efectos cuánticos. El único modo de cancelar estas fuerzas es enfriando los átomos hasta que alcancen el cero absoluto (-273 grados Celsius), donde las fuerzas mecánicas se aplican exclusivamente.

Los científicos han alcanzado acercarse al estado del cero absoluto empleando diversas técnicas, incluyendo el enfriamiento por medio de láser. La técnica es similar al detener el movimiento de un balón por medio de los golpes de canicas; el enfriamiento por medio de láser implica disparar pulsos de luz de una frecuencia especifica que se acopla con el movimiento del átomo, los pulsos entonados amortiguan los movimientos, y eventualmente el átomo pierde toda su energía, la cual proviene de efectos cuánticos. El problema de este procedimiento es que sólo se podía enfriar unos cuantos átomos.



Un equipo de físicos de proyecto Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) reportan el enfriamiento de hasta 0.8 grados arriba del cero absoluto de un espejo de un gramo de masa por medio de dos técnicas de enfriamiento láser. La primera, llamada trampa óptica, mantiene el espejo en una posición precisa, mientras que el segundo, llamado atenuador óptico, lo enfría. Todavía existen muchos obstáculos que se deben sortear para poder apreciar los efectos cuánticos en un objeto de un gramo de masa, pero el curso se marco exitosamente, pronto será una realidad.

Si el equipo de LIGO alcanza a reducir el movimiento de los espejos, estos podrán ser empleados para detectar las elusivas ondas gravitacionales. Predichas por Einstein, pero no observadas hasta hoy. Estas ondas podrían ser detectadas por su emisión en violentos eventos del universo, como una colisión en un hoyo negro.

Más información se puede encontrar en las siguientes páginas
http://webphysics.davidson.edu/alumni/jocowan/Cooldown.htm

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