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EL QUINTO ESTADO: EL CONDENSADO DE BOSEEINSTEIN (BEC)
ARTÍCULO DE DIVULGACIÓN

Adriano Ibarra – Durán
Servicios de Laboratorio S.A., SERLAB S.A.
e-mail: adrian_ibarra@hotmail.com

RESUMEN
En 1995, tras muchos intentos fallidos y superar varios obstáculos, se logró enfriar
un gas de átomos alcalinos a temperaturas del orden de 10 -7 K. A esta temperatura,
los átomos se “unen” para formarel Condensado de Bose-Einstein (BEC). El BEC
constituye otro estado de la materia, cuyas propiedades son objeto de estudios hoy
día. El BEC había sido predicho por Einstein (1924) cuando analizaba el trabajo de
S.N. Bose (sobre Mecánica Estadística), pero tuvo que esperar el desarrollo y
perfeccionamiento de técnicas para atrapar y enfriar átomos, de las últimas dos
décadas. En este trabajo,se repasan los aspectos más importantes de algunas de éstas
técnicas y otros elementos de la formación del BEC. En el año 2001, y en
reconocimiento a su trabajo, E. Cornell (EUA), C. Weimann (EUA) & W. Ketterle
(Alemania), fueron galardonados con el premio Nóbel de Física, por el
descubrimiento del quinto estado de la materia.

PALABRAS CLAVES
Condensado de Bose-Einstein, MOT, TOP, PremioNóbel de Física (2001),
Quinto Estado de la Materia, Enfriamiento de Átomos.

ABSTRACT
In 1995, after many failures attempts and after overcoming several obstacles, it was
possible cool down a gas of alkali atoms at temperature on the order of 10 -7 K. For
this temperature the atoms bond together to form the Bose-Einstein Condensate
(BEC). The BEC is another state of matter and itsproperties are being studied today.
The BEC was predicted by Einstein (1924) when he analyzed the work of N.S. Bose
(about statistical mechanics) but it had to wait for the development and improvement
Tecnociencia, Vol. 9, Nº 1

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of the techniques to cool and trap atoms, in 1980’s y 90’s. In this work, we’ll review
those some of these techniques and other elements for BEC formation. Inrecognition of their work, at 2001, E. Cornell (USA), C. Weimann (USA) & W.
Ketterle (Germany) were awarded with the Nobel Prize in Physics for the discovery
of BEC; the fifth state of matter.

KEYWORDS
Bose – Einstein condensate (BEC), MOT, TOP, Physics Nobel Price (2001),
Fifth State of Matter, Atoms cooling.

INTRODUCCIÓN
El 5 de junio de 1995, en Boulder Colorado (EUA), un grupo deinvestigadores, liderados por Eric Cornell y Carl Weiman, lograron
atrapar y enfriar átomos de rubidio-87 a temperaturas del orden de 10-7 K.
A esta temperatura, los átomos muestran un comportamiento peculiar.
De hecho, éstos se “unen” o “condensan” para formar, lo que
podríamos llamar un “súper-átomo”. Es decir, los átomos de rubidio
pasan a formar una entidad única, perdiendo su individualidad.Desde
otro punto de vista, se dice que las partículas del sistema se encuentran
en el mismo estado cuántico.
El estado “condensado” de los átomos, es una forma de materia jamás
vista antes de esa fecha y sus propiedades son objeto de numerosas
investigaciones en la actualidad. Sin lugar a dudas, es un nuevo estado
de la materia, además de lo conocidos, líquido, gas, sólido y plasma.
Esnotable que este nuevo estado fuera predicho por los físicos
Satyendra Nath Bose (India) & Albert Einstein (Alemania) en 1924.
Analizando las ecuaciones de la estadística que siguen los gases
Bosónicos1 (Estadística de Bose-Einstein), se vislumbró la posibilidad
de que todos los átomos del sistema ocuparan el mismo estado
cuántico, por debajo de una temperatura extremadamente baja
(llamadatemperatura crítica, Tc).
En honor a quienes predijeron su existencia, el nuevo estado de la
materia recibió el nombre de Condensado de Bose-Einstein (BEC; por
sus siglas en inglés). Éste es el quinto estado de la materia, que
brevemente trataremos.
1

Bosones: Partículas de spin entero.

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Ibarra-Durán, A.

LA IDEA
Originalmente, la estadística de Bose-Einstein fue deducida para los...