La NASA está enviando un dispositivo a la Estación Espacial Internacional (ISS) que creará un punto diez mil millones de veces más frío que el vacío del espacio.

Se llama Cold Atom Laboratory, un aparato del tamaño de un cofre a bordo del cohete Cygnus del ATK Orbital, y ayudará a los científicos a observar las extrañas propiedades cuánticas de los átomos ultrafríos.

Temperatura

Se usará una combinación de láseres e imanes para enfriar y desacelerar una nube de átomos a solo una fracción por encima del cero absoluto, también conocido como cero Kelvin (-273.15 Celsius o -459.67 Fahrenheit).

El cero absoluto es la temperatura más fría que se puede alcanzar en el Universo, y es imposible de alcanzar porque en ese punto, los átomos dejan de moverse. Sin embargo, el Cold Atom Laboratory (CAL) puede enfriar nubes de átomos a tan solo una décima parte del cero absoluto, lo que hace que se muevan extremadamente despacio, manifestando fenómenos cuánticos microscópicos.

Estas nubes se llaman condensados ​​de Bose-Einstein. Se pueden crear en la Tierra, pero la gravedad supone un problema: las arrastra hacia abajo muy rápidamente, por lo que solo se pueden observar durante una fracción de segundo. El entorno de microgravedad a bordo de la ISS superará este problema, permitiendo a los científicos de la Tierra operar el equipo de forma remota para observar los átomos hasta 10 segundos.

Si podemos comprender mejor la física de los superfluidos, posiblemente podamos aprender a utilizarlos para una transferencia de energía más eficiente.

Un equipo de físicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de Estados Unidos ha conseguido enfriar un objeto por debajo del límite de temperatura descrito por la física cuántica, es decir, a menos de la quinta parte de un cuanto..

Esta temperaturas tan próximas al cero absoluto (la menor temperatura posible en el universo, cuando ya no hay movimiento de los átomos) normalmente se obtiene a través enfriamiento láser, pero en el NIST han desarrollado una nueva técnica que emplea luz comprimida.

El objeto enfriado era muy pequeño: una membrana de solo 20 micrómetros de ancho y 100 nanómetros (la diezmilésima parte de un milímetro) de espesor.

Este hallazgo es de gran importancia porque se podría aplicar a la fabricación de ordenadores cuánticos, cuyo funcionamiento es más preciso a temperaturas más bajas. Membranas como la del experimento también podrían convertirse en sensores extremadamente sensibles y precisos para medir la fuerza o la aceleración, ya que registrarían poco ruido aleatorio de su entorno.

El estudio que recoge este hito ha sido publicado en Nature.

Cero absoluto

El objeto enfriado fue una membrana de aluminio que alcanzó una temperatura próxima al cero absoluto: 0,00036 K, el equivalente a -273,1496 ºC (10.000 veces menos que la temperatura en el vacío del espacio).

Hasta ahora, el récord de enfriamiento se había logrado en Vancuver, Canadá, en la sede de la empresa D-Wave. Allí refrigeraron un chip a una temperatura de –273,10 ºC.

Es decir, a solo 0,05 grados de la temperatura más baja que sería posible alcanzar según las leyes de la física, el llamado cero absoluto: –273,15 ºC. A esta temperatura, las partículas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento. Para hacernos una idea de la temperatura, el espacio interestelar es 80 veces más cálido que este chip.

Lo más difícil es enfriar objetos grandes, como un metro cúbico de cobre. En ese sentido, el récord es para el laboratorio Gran Sasso del Instituto Italiano de Física Nuclear, que en el marco del proyecto Cuore (Cryogenic underground observatory for rare events, Observatorio criogénico subterráneo de eventos raros), logró llevar este pedazo de cobre de 400 kg a una temperatura de –273,144 ºC. Para conseguirlo, el trozo de cobre fue encerrado en un criostato único en el mundo por su poder de refrigeración.

Imaginad la hipotética situación: estáis surcando el espacio exterior a bordo de nueva nave y, de repente, la puerta presurizada se avería y queda abierta. O imaginad que estáis flotando en órbita a la Tierra con vuestro traje espacial y se os olvida ajustaros la escafandra.

Todos hemos visto en las películas las diversas maneras en las que podríais morir en el vacío del espacio. Pero la mayoría de esas formas son erróneas.

Lo que probablemente os mataría antes si quedarais expuestos al vacío del espacio exterior sería un fallo cardíaco, la primera causa de muerte en los países del Primer Mundo.

Lo explican así en Maikelnai´s blog:

En algunos experimentos realizados por científicos que exponían a animales a diferentes niveles de presión, descubrieron que en condiciones de vacío, muchos de ellos comenzaban a tener problemas cardíacos en apenas un minuto. Una vez que el corazón se para, la presión en el interior de los pequeños vasos sanguíneos cae en picado, permitiendo al vacío acelerar sus daños. Afortunadamente una de las primeras cosas que suceden tras la exposición al vacío es la pérdida de consciencia. En apenas 10 o 15 segundos te desmayarías… y ya no despertarías jamás.

En la vida real, solo ha habido un accidente mortal por despresurización en el espacio. Ocurrió en la misión rusa Soyuz-11 en 1971, cuando un sello se rompió durante la reentrada en la atmósfera terrestre. Cuando la nave llegó a tierra, se descubrió que los tres tripulantes habían muerto por asfixia.

¿Entonces lo que dicen las películas es mentira? Pues en la mayoría de películas de ciencia ficción, sí. Por ejemplo, el Desafío Total (Total Recall), al protagonista se le hinchan los ojos como dos huevos duros hasta que explotan. Esto no es posible porque no existe la suficiente presión en nuestro interior para hacerlos reventar.

Tampoco moriríais por congelación. El cuerpo iría perdiendo calor muy lentamente. Cuando llegara la congelación, ya haría mucho que habríais muerto por otras causas. Esto sucede porque el vacío es un gran aislante térmico: aunque estéis a una temperatura próxima al Cero Absoluto, la congelación no es inmediata, tal y como sucedería en la superficie de la Tierra. En el espacio sólo se pierde calor mediante la radiación

En CPI lo explican así:

Todo cuerpo a una temperatura por encima del cero absoluto emite fotones. Los fotones los asociamos a la luz, pero si un fotón tiene menos energía dejaremos de verlo. Los fotones que emitimos por radiación están en la banda del infrarrojo.

Tampoco hervirá la sangre. Porque la sangre permanecería en vuestro interior, protegida por la presión que ejerce vuestra piel, membranas, paredes celulares y vasos sanguíneos. Sí que herviría, por ejemplo, la saliva que tuviésemos en nuestra lengua o la lágrima que recubre nuestras córneas. Pero herviría a 37ºC, que es la temperatura a la que estaban. No nos quemarían al hervir.

Tampoco os estallarían los pulmones. Al menos si os cuidáis de vaciaros de aire y no lo contenéis en vuestro interior respirando profundamente: en cuanto la presión externa descendiese, el aire de los pulmones tendería a expandirse. Esto lo saben bien los buceadores.

Tampoco moriríais por asfixia. Aguantar la respiración os dará al menos un par de minutos de vida. Antes llegaría el fallo cardíaco, como dijimos: en 10 o 15 segundos.

Vía | IO9

Pues sí, la realidad es más real de lo que parece. Este juego de palabras me sirve para ilustrar que nos rodean muchas más cosas interesantes de las que podemos imaginar. Que la realidad incluso puede ser más interesante y extraña que la más desbocada de las fantasías. Que el mundo sensible emite en Alta Definición y nosotros todavía andamos con una televisión antigua en blanco y negro.

De buenas a primeras se me ocurre la simplificación que la gente habitualmente hace de los estados posibles de la materia. Preguntad por la calle y os dirán tres: sólido, líquido o gaseoso. Esto me recuerda a los libros malos de esoterismo que hablan de estar en comunión con las 4 elementos del mundo: agua, fuego, tierra y aire.

En realidad, existen muchos más estados de la materia, y la lista aumenta día a día.

Ahí van los que de momento estás censados:

sólido, sólido amorfo, líquido, gaseoso, plasma, superfluido, supersólido, materia degenerada, neutronio, materia fuertemente simétrica, materia débilmente simétrica, plasma de quarks gluones, condensado fermiónico, condensado de Bose-Einstein y materia extraña o de quarks.

Realmente suena a ciencia ficción, pero es la realidad, que siempre es más real de lo que parece.

Uno de los estados más curiosos de la materia es el condensado de Bose-Einstein o BEC, que se produce cuando un elemento se enfría a una temperatura extremadamente baja. Generalmente a una pequeña fracción de grado por encima del cero absoluto, la temperatura más baja posible, en la que todo deja de moverse: 273 grados bajo cero.

Cuando la materia se encuentra en esta temperatura se producen fenómenos muy peculiares, casi mágicos. Por ejemplo, si se pone un BEC en un vaso de la laboratorio, trepará por las paredes del vaso y saldrá de éste. Aparentemente se trata de un intento vano de reducir su propia energía (que ya se encuentra en el nivel más bajo posible).

Einstein predijo la existencia del condensado de Bose-Einstein en 1925, después de leer el trabajo de Satyendra Nath Bose. No obstante, en Estados Unidos no se creó hasta 1995. El trabajo fue premiado con el Nobel en 2001. El manuscrito de Einstein se redescubrió en 2005.

Para captar una realidad tan real, precisamos de sentidos lo suficientemente afinados. El ser humano no posee unos sentidos demasiado buenos en comparación con otros animales, sin embargo tenemos más sentidos de los que la gente común cree.

En el próximo artículo explicaremos cuáles son, además de los cinco que todos os imagináis.

Más información | Visionlearning / Tendencias científicas