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Premio Nobel de Física 2001 a los creadores de un
nuevo estado de la materia


Eric A. Cornell Wolfgang Ketterle Carl E. Wieman


El Premio Nobel de Física 2001 fue otorgado conjuntamente a Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl E. Wieman "para el logro de Bose-Einstein en los gases diluidos de átomos alcalinos, y los primeros estudios fundamentalesde las propiedades de los condensados”.

La Academia de Ciencias de Suecia otorgó el Premio Nobel de Física del año 2001 a los físicos estadounidenses Eric A. Cornell y Carl E. Wieman, y el alemán Wolfgang Ketterle, por la creación de un nuevo estado de la materia conocido como el “Condensado de Bose Einstein”, y por los estudios fundamentales sobre las propiedades de estos condensados.
Estenuevo estado de la materia fue predicho en 1924 por el físico hindú Satyendra Nath Bose y por el físico alemán Albert Einstein. Bose estaba estudiando la nueva idea de que la luz venía en pequeños paquetes discretos de energía llamados cuantos o fotones, y supuso ciertas reglas para decidir cuándo dos fotones deberían ser contados como iguales o diferentes y estableció la conocida “Estadística deBose-Einstein”. Bose tenía problemas para que la gente le creyera y publicara sus ideas en las revistas científicas de la época, por lo que decidió enviar sus trabajos a Albert Einstein, el cual usó sus influencias para que fueran publicados. Einstein sospechó que las mismas reglas deberían aplicarse a los átomos y trabajó en la teoría de cómo los átomos de un gas se comportarían si estas reglasfueran aplicadas; él encontró que las ecuaciones demostraban que los átomos no tendrían mucha diferencia, excepto a muy bajas temperaturas, donde la mayoría de los átomos ocuparían el mismo nivel cuántico de energía.
Las ecuaciones de Einstein predijeron que a temperaturas normales los átomos estarían en muchos niveles distintos de energía, pero que sin embargo a muy bajas temperaturas, unagran proporción de los átomos repentinamente se lanzarían hacia el nivel más bajo de energía. Este apilamiento de los átomos en el fondo de los niveles de energía es lo que se conoce como la Condensación de Bose-Einstein, donde los átomos son absolutamente iguales y se juntan en una masa común semejante a un “súper átomo”. Para alcanzar esta condensación los átomos deben ser enfriados a menos de unamillonésima de grado por encima del cero absoluto, temperatura que es millones de veces más fría que la mínima temperatura encontrada en el espacio exterior.
Los tres físicos premiados este año lograron por primera vez, crear condensados de Bose Einstein en 1995. Eric Cornell (39 años) y Carl Wieman (50 años) ambos del Instituto Nacional de Medidas y Tecnología de Boulder (Colorado, EEUU) y dela Universidad de Colorado, lo lograron cuatro meses antes que Wolfgang Ketterle (44 años), del Instituto Tecnológico de Massachusetts, pero el alemán obtuvo en su experimento muchos más átomos en el estado condensado, lo cual permitió estudiar mejor sus propiedades fundamentales.
Al fabricar átomos a estas temperaturas extraordinariamente frías de 20 mil millonésimas de grado por encima delcero absoluto, se han tenido que desarrollar métodos específicos de enfriamiento lo cual ha sido uno de los principales desafíos en este campo. Se inicia el proceso con átomos a temperatura ambiente y se enfrían con láser y técnicas de evaporación. Los gases se confinan en trampas magnéticas dentro de cámaras de vacío que los aísla completamente del exterior, donde se les hace chocar contra losláser, los que producen un efecto de frenado en la velocidad de los átomos hasta enfriarlos un poco y luego continuar el enfriamiento por evaporación al confinarlos en el centro de la cámara de vacío con un poderoso campo magnético.
Cuando la materia se enfría para formar el Condensado de Bose-Einstein surgen dos propiedades nuevas. Una es que los átomos están congelados, todo lo quieto que...