Se ha logrado enfriar un objeto por debajo del límite cuántico

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.