Cloruro de níquel y el quinto estado de la materia: condensado de Bose-Einstein

Frecuentemente denominado como “quinto estado de la materia”, el condensado de Bose–Einstein se produce como consecuencia de que un grupo de átomos se enfría cerca del cero absoluto. De lo que se trata es de condiciones extremas en las que las partículas carecen de la energía libre que necesitan para poder moverse de manera independiente, al tiempo que algunas de ellas, que reciben el nombre de “bolsones”, empiezan a compartir los mismos estados cuánticos, lo que genera que se hagan indistinguibles.

El resultado de lo anterior es que obedezcan a la estadística Bose–Einstein, que es la que se aplica a partículas idénticas. Como consecuencia de ello, se comportan como si se tratase de una única partícula.

Ahora, los científicos han logrado producir un condensado de Bose–Einstein usando para ello el compuesto cloruro de níquel. Se trata de un logro que puede ampliar las perspectivas para la investigación básica, como así también para las aplicaciones tecnológicas del futuro.

Condensado de Bose–Einstein con cloruro de níquel

Siguiendo lo mencionado con anterioridad, lo primero que podemos decir es que el Bose–Einstein fue concebido por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein en el año 1924. No obstante, no se logró producir de forma experimental hasta el año 1997, momento en el que Carl Wieman, Eric Cornell y Wolfgang Ketterle emplearon un gas de rubidio ultraenfriado. El logro llevó a que estos científicos recibieran el Premio Nobel de Física en el año 2001.

Más recientemente en el tiempo, en el marco de una colaboración internacional, se logró producir un condensado de Bose–Einstein usando para ello el compuesto cloruro de níquel. De este experimento participó el físico Armando Paduan Filho, de la Universidad de São Paulo en Brasil. Lo que se descubrió es que a temperaturas cercanas al cero absoluto y en presencia de un campo magnético, el cloruro de níquel se comporta como un condensado de Bose–Einstein. Así, las propiedades de un conjunto de átomos se pueden describir a través de una única ecuación en una sola función de onda.

Implicancias a futuro

Lo mencionado previamente implica una simplificación considerable de los cálculos que de otra forma serían concebidos como inviables. Por ejemplo, el momento magnético de un cuerpo macroscópico, explican los especialistas, se puede calcular a partir de la composición de los momentos magnéticos de los átomos que lo constituyen.

Cabe destacar que, además del experimento, este trabajo generó un desarrollo teórico consistente que resultó en un conjunto de ecuaciones que se pueden aplicar también a otros materiales que no son condensados. Lo que hacen es ofrecer grandes perspectivas para la investigación básica de la estructura de la materia, como así también para futuras aplicaciones tecnológicas, debido a que muchos de los dispositivos de uso diario funcionan con base en propiedades magnéticas.

No es la primera vez que dicha Universidad lleva a cabo estudios sobre las propiedades magnéticas del cloruro de níquel. Lo que destacan es que, a diferencia de otros materiales, éste no muestra un ordenamiento atómico al momento de enfriarse, al tiempo que sí exhibe un momento magnético inducido a temperaturas muy bajas.

Fuente: Agencia FAPESP

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