Un equipo de investigadores ha enfriado la materia a una mil millonésima de grado del cero absoluto, que es más fría que las profundidades más profundas del espacio, lejos de las estrellas.
El espacio interestelar no se enfría tanto debido al hecho de que está uniformemente lleno de fondo cósmico de microondas (CMB), una forma de radiación sobrante de un evento que ocurrió poco después la gran explosión Cuando Universo Estaba en su infancia. La sustancia criogénica es más fría que la región más fría conocida del espacio, que es La nebulosa Boomerangubicado 3000 años luz De la Tierra, cuya temperatura es sólo un grado por encima del cero absoluto.
El experimento se llevó a cabo en la Universidad de Kyoto en Japón y utilizó fermiones, que es como los físicos de partículas llaman a cualquier partícula de materia, incluidos electrones, protones y neutrones. El equipo enfrió fermiones, átomos del elemento iterbio, a aproximadamente una milmillonésima de grado por encima del cero absoluto, la temperatura hipotética a la que se detiene todo movimiento atómico.
«A menos que una civilización alienígena esté realizando experimentos como este en este momento, cada vez que se lleva a cabo un experimento de este tipo en la Universidad de Kyoto, están produciendo los fermiones más fríos del universo», dijo el investigador de la Universidad de Rice, Kaden Hazzard, quien participó en el estudio. declaración (Se abre en una nueva pestaña).
Relacionado: ¿Esta partícula recién descubierta compuso la materia oscura del universo?
El equipo usó láseres para enfriar el material restringiendo el movimiento de 300.000 átomos dentro de una red óptica. El experimento simula un modelo. Física cuántica Fue propuesto por primera vez en 1963 por el físico teórico John Hubbard. El llamado modelo de Hubbard permite que los átomos muestren propiedades cuánticas inusuales, incluido el comportamiento colectivo entre ellos. electrones Como la superconductividad (la capacidad de conducir electricidad sin pérdida de energía).
“La recompensa de ser tan genial es que la física realmente está cambiando”, dijo Hazzard. «La física comienza a convertirse en mecánica cuántica y te permite ver nuevos fenómenos».
La radiación «fósil» que mantiene caliente el espacio
El espacio interestelar no puede enfriarse tanto debido a la presencia de la radiación cósmica de fondo. Esta radiación difusa y coherente fue creada por un evento durante la rápida expansión inicial del universo poco después del Big Bang, la llamada dispersión final.
Durante la última dispersión, los electrones comenzaron a unirse a los protones, formando los primeros átomos del elemento de hidrógeno más ligero presente. Como resultado de esta configuración atómica, el universo perdió rápidamente sus electrones sueltos. Debido a que los electrones dispersan a los fotones, el universo era opaco a la luz antes de la última dispersión. Con los electrones uniéndose a los protones en los primeros átomos de hidrógeno, los fotones de repente pueden viajar libremente, haciendo que el universo sea transparente a la luz. La última dispersión también representa el último momento en que los fermiones, como los protones y los fotones, tienen la misma temperatura.
Como resultado de esta última dispersión, los fotones llenaron el universo a una temperatura específica de 2,73 K, que es menos 454,76 grados Fahrenheit (menos 270,42 grados Celsius), solo 2,73 grados por encima del cero absoluto – 0 K o menos 459,67 grados Fahrenheit (menos 273,15 grados Celsius). grados Celsius).
Solo hay una región en el universo conocido, la Nebulosa Boomerang, que es una nube de gas que rodea a los muertos. estrella En la constelación de Centauro, que es más fría que el resto del universo: alrededor de 1 K o menos 457,6 grados Fahrenheit (menos 272 grados Celsius). Los astrónomos creen que la Nebulosa Boomerang se está enfriando al enfriarse y expandirse los gases escupidos por una estrella moribunda en el centro de la nebulosa. Pero incluso la Nebulosa Boomerang no puede competir con las temperaturas del átomo de iterbio en el último experimento.
El equipo detrás de este experimento está trabajando actualmente en el desarrollo de las primeras herramientas capaces de medir el comportamiento que surge de una milmillonésima de grado por encima del cero absoluto.
«Estos sistemas son muy extraños y especiales, pero la esperanza es que, al estudiarlos y comprenderlos, podamos identificar los componentes principales que deberían estar presentes en los materiales reales», concluyó Hazzard.
La investigación del equipo fue publicada el 1 de septiembre en Física de la naturaleza (Se abre en una nueva pestaña).
Síganos en Twitter Tweet incrustado y en Facebook.
«Aficionado a Twitter. Pionero en viajes. Aficionado a Internet. Erudito aficionado al tocino. Lector. Practicante de la cerveza».