Observan por vez primera una "lluvia cuántica"
FÍSICA CUÁNTICA.
En física, se sabe que la tensión superficial de un líquido, causada por fuerzas de cohesión intermoleculares, tiende a minimizar el área de superficie.
Este mecanismo es responsable de fenómenos macroscópicos como la formación de gotas de lluvia o pompas de jabón. La tensión superficial está en el origen de la inestabilidad capilar, también conocida como inestabilidad de Plateau-Rayleigh, por la cual un fino chorro de líquido se rompe formando una secuencia de gotas. El estudio y comprensión de este fenómeno es de gran importancia en biomedicina, nanotecnología y muchos sectores industriales.
Simulaciones numéricas del experimento reproduciendo la dinámica de ruptura de una gota cuántica. Imagen: equipo de investigación
En los gases atómicos enfriados a temperaturas próximas al cero absoluto (273 grados centígrados bajo cero, la temperatura más fría que las leyes de la física permiten), los átomos pierden su individualidad y pasan a obedecer las leyes de la mecánica cuántica. En determinadas condiciones, estos sistemas se comportan como líquidos, aunque permanezcan en fase gaseosa. De hecho, desde hace algunos años, hay tecnología capaz, mediante el control preciso de las interacciones interatómicas, de crear gotas como las de los líquidos, a partir de gases ultrafríos. Estos pequeños grupos de átomos, estabilizados por efectos cuánticos, comparten bastantes propiedades con las gotas líquidas clásicas.
En un laboratorio para experimentos cuánticos ubicado en el Instituto Nacional de Óptica (INO), dependiente del Consejo Nacional de Investigación (CNR), en Italia ambas instituciones, un equipo de especialistas del CNR, la Universidad de Florencia en Italia y el Laboratorio Europeo de Espectroscopía No Lineal (LENS) observó el fenómeno de la inestabilidad capilar en un líquido no convencional: un gas cuántico ultradiluido.
El equipo, integrado, entre otros, por Luca Cavicchioli y Alessia Burchianti, del INO, estudió la evolución dinámica de una gota cuántica creada a partir de una mezcla ultrafría de átomos de potasio y rubidio. Y ha podido constatar que la gota, liberada en una guía de ondas óptica, se alarga formando un filamento que, por encima de una longitud crítica, se rompe en gotitas más pequeñas, generándose así una especie de lluvia cuántica. La cantidad subgotas es proporcional a la longitud del filamento en el momento de la ruptura.
Lo observado en los experimentos del estudio conducirá a una mayor comprensión de nuevas formas de materia y a una mejor capacidad para manipularlas.
En la investigación también han trabajado expertos de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) así como de las universidades de Bolonia y Padua en Italia.
El estudio se titula “Dynamical Formation of Multiple Quantum Droplets in a Bose-Bose Mixture”. Y se ha publicado en la revista académica Physical Review Letters.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings