3 October, 2022 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Generan líquido cuántico ultraligero

Por Verenise Sánchez

Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- A partir de átomos ultrafríos, a una temperatura de -273.14 grados Celsius, un grupo de científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en España, logró generar por primera vez un líquido cuántico que es cien millones de veces más diluido que el agua y un millón de veces menos denso que el aire.

En este logro científico que ya fue reportado en Science con el título Quantum liquid droplets in a mixture of Bose-Einstein condensates, participó el mexicano Cesar Raymundo Cabrera Córdova, quien con una beca del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) realiza un doctorado en dicho instituto español.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el becario explicó que este líquido cuántico lo obtuvieron a través de un gas de átomos de potasio enfriado a -273.14 grados Celsius, muy cerca del cero absoluto.

“Aunque a estas temperaturas los átomos se comportan como ondas y obedecen las leyes de la mecánica cuántica, aún conservan una propiedad intrínseca de los gases: ocupan todo el volumen disponible. Sin embargo, al mezclar dos gases que se atraen entre sí a esas temperaturas tan bajas, se pueden formar gotas líquidas ultradiluidas”.

Una mirada al líquido cuántico

Antes de hablar de líquidos cuánticos es importante recordar que los líquidos y gases son dos estados de la materia que están presentes en la vida cotidiana.

“Mientras que los gases son diluidos, compresibles y ocupan todo el espacio disponible, los líquidos son densos, su volumen está bien determinado y en pequeñas cantidades forman gotas. Estas gotas están constituidas por un conjunto de partículas ligadas entre sí y aisladas del entorno por una superficie exterior bien definida.

Al calentar esas gotas se evaporan, esto representa una transición de fase de líquido a gas. Esto es exactamente lo que sucede cuando al cocinar se hierve agua.

1-cabreraces2918.jpgCesar Cabrera.Pero ¿puede un líquido ser ultradiluido? ¿Es posible imaginarse que un líquido contenido en una cuchara sopera pudiese ocupar el volumen de una piscina olímpica? En condiciones normales esto es imposible; no obstante, a muy bajas temperaturas la materia se comporta de forma inusual y sorprendente, señaló Cabrera Córdova.

“Un líquido cuántico está gobernado por las leyes de la mecánica cuántica y estas definen las propiedades del sistema. En nuestro caso, estos líquidos cuánticos surgen de la mezcla de dos condensados de Bose-Einstein de potasio. En este tipo de fase, a muy bajas temperaturas los átomos comparten el mismo nivel de energía y las funciones de onda asociadas con cada átomo se superponen creando así una onda de materia macroscópica con propiedades cuánticas”.

¿Cómo son las gotas cuánticas?

Las propiedades de las gotas cuánticas son similares a las propiedades del helio a muy baja temperatura. Ambos sistemas son superfluidos, es decir, pueden desplazarse sin fricción a través de un medio.

Además, las gotas cuánticas creadas en el laboratorio español son un nuevo tipo de líquido que es cien millones de veces más diluido que el agua y un millón de veces menos denso que el aire.

“Esto permite poder simplificar los modelos teóricos convencionales para el estudio de líquidos cuánticos. Sin embargo, la propiedad más impactante de nuestros líquidos es que su existencia es debido a un sorprendente efecto cuántico: fluctuaciones cuánticas”.

¿Por qué son importantes?

En palabras de Cesar Raymundo Cabrera Córdova, la existencia de estas gotas se debe exclusivamente a las fluctuaciones cuánticas y les ayudará a entender mejor las leyes de la naturaleza que gobiernan las interacciones entre los átomos.

“En nuestra área de investigación es importante puesto que actualmente los átomos ultrafríos se habían ocupado para estudiar las propiedades cuánticas de condensados de Bose-Einstein (un sistema en fase gaseosa) o poder hacer simulación cuántica de sólidos. Sin embargo, a la fecha no había sido posible usar átomos ultrafríos para estudiar las propiedades fundamentales de un líquido”.

Generar estas gotas cuánticas no fue algo sencillo, ya que estas no estaban predichas usando las teorías convencionales para describir condensados de Bose-Einstein, así que quizás el desafío más grande fue entender la física del sistema para lograrlo.

“Las gotas cuánticas no estaban predichas usando las teorías convencionales para describir condensados de Bose-Einstein. De hecho, por mucho tiempo se pensó que esto no era posible de crear. Sin embargo, una publicación teórica en 2015, con una idea revolucionaria acerca de la existencia de este líquido, nos motivó a indagar y explorar esta fase”.

1-sabaotrrio2918.jpgDebido a lo novedoso del proyecto, los investigadores tuvieron que desarrollar cada parte de la secuencia experimental sin saber qué esperar.

“El mayor problema fue buscar algo lo cual no sabes si existe o no. Tienes que convencerte día a día en el experimento cuál es la buena dirección a tomar y buscar algo que los libros de texto convencionales en el campo no predicen que ocurra”.

Una mirada hacia el futuro

Actualmente Cesar Raymundo Cabrera Córdova está concentrado en presentar su examen de titulación de doctorado; sin embargo, debido a su extraordinario trabajo obtuvo una beca para realizar un posdoctorado en el Instituto Max Planck en óptica cuántica, el cual es uno de los institutos de investigación más reconocidos en Europa y a nivel mundial.

Asimismo, el doctorando mexicano participará en el diseño y construcción de un nuevo experimento en el Instituto de Ciencias Fotónicas. “Este nuevo experimento nos permitirá controlar y manipular átomos individualmente y seguir de esta forma estudiando más de las increíbles propiedades de la mecánica cuántica”.

Conacyt impulsa el desarrollo del talento mexicano

Para Cabrera Córdova, el Conacyt ha jugado un papel muy importante en su formación como científico, ya que ha recibido dos becas, una para realizar su maestría en la Universidad de Bonn, Alemania, y ahora su doctorado en España.

“No cabe duda que he tenido mucha suerte de contar con este apoyo, puesto que me ha ayudado a conocerme a mí mismo, mis capacidades y debilidades. He crecido tanto profesional como personalmente. Lo cual en un futuro quisiera poder retribuir el conocimiento adquirido a mi país. Esta investigación que ha rendido buenos frutos y que ha contribuido con conocimiento nuevo para la humanidad ha sido posible gracias al apoyo económico de Conacyt”.

Asimismo expresó su gratitud a sus compañeros y asesora: L. Tanzi, J. Sanz, B. Naylor, P. Thomas, P. Cheiney y mi supervisora L. Tarruell, con quienes ha trabajado estos últimos años y por medio del trabajo en equipo han logrado este resultado.

Comparte tu opinión sobre este artículo

Comentarios

Related Posts

Crean EXATEC endulzante para diabéticos con índice glucémico de cero

3 agosto, 2016

3 agosto, 2016

FUENTE: ITESM LIVANA es el nombre de un endulzante único con índice glucémico de cero, característica que lo hace ideal para...

Seciti y la UNAM convertirán aceite comestible desechado en biodiésel

1 marzo, 2017

1 marzo, 2017

La Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación (Seciti) de la CDMX invertirá 10.9 millones de pesos para apoyar un proyecto...

Celebra México proyecto de restauración de corales con República Dominicana

16 junio, 2016

16 junio, 2016

AUTOR: Marytere Narváez FUENTE:  AGENCIA INFORMATIVA CONACYT Mérida, Yucatán. (Agencia Informativa Conacyt).- Como parte del proyecto de restauración de corales en México,...

Ciencia del sabor: queso Chihuahua de alta calidad microbiológica

17 julio, 2017

17 julio, 2017

Por Pedro Amaya Iturralde Chihuahua, Chihuahua. 7 (Agencia Informativa Conacyt).- El queso Chihuahua es un producto tradicional de México que...

Estudiantes de secundaria crean Icemilk, bebida saludable con subproductos lácteos

15 diciembre, 2018

15 diciembre, 2018

Por Israel Pérez Valencia Santiago de Querétaro, Querétaro.  (Agencia Informativa Conacyt).- Para promover en los niños el conocimiento de su...

Cemie-Geo: energía geotérmica para la vida cotidiana

28 agosto, 2016

28 agosto, 2016

AUTOR: Karla Navarro  FUENTE: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT Ensenada, Baja California.  (Agencia Informativa Conacyt).-Utilizar el calor del subsuelo para desarrollar aplicaciones...

Mexicanos innovan andadera motorizada para asistir en sus primeros pasos a niños con discapacidad motriz

23 diciembre, 2016

23 diciembre, 2016

El desarrollo cuenta con motores en ruedas delanteras, soporte de extremidades superiores y torso, al tiempo que se controla por...

Diseñan estudiantes prototipo de silla-camilla ortopédica

15 febrero, 2016

15 febrero, 2016

AUTOR: Amelia Gutiérrez   FUENTE: Agencia Informativa CONACYT   Colima, Colima. 11 de febrero de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Con la...

En México aumenta la incidencia de esclerosis múltiple

4 junio, 2017

4 junio, 2017

• Es más común en mujeres y afecta a adultos de entre 20 y 40 años de edad, indicó Irene...

Diseñan estudiantes mexicanos silla de ruedas que se controla con la mente

2 febrero, 2017

2 febrero, 2017

El invento de los guanajuatenses funciona gracias a un sistema que cuenta con una interfaz cerebro-computador Según datos del Instituto...

ITESM y UAM desarrollan sistemas biológicos de recirculación de agua

8 marzo, 2017

8 marzo, 2017

Por Felipe Sánchez Banda Monterrey, Nuevo León.  (Agencia Informativa Conacyt).- Investigadores del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), campus...

Planta piloto del CIAD Mazatlán, primera en producir róbalo blanco del pacífico

5 junio, 2017

5 junio, 2017

Un logro histórico, una hazaña científica, es la que ha obtenido la Planta de Piloto de Peces Marinos de la...

Participarán niños mexicanos en feria internacional de ciencias

12 febrero, 2017

12 febrero, 2017

Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- Daniel Ferrer, Fernando Cedeño y Moisés Mejía viajarán este año a Lima, Perú, para participar...

Crea una mexicana luminaria solar de 4 kilos para abastecer energía a comunidades rurales

22 mayo, 2017

22 mayo, 2017

El desarrolló es reconocido como desarrollo sustentable por su potencial ecológico, social y económico A fin de aprovechar el enorme...

Experimenta CICATA whisky artesanal con maíz

7 junio, 2017

7 junio, 2017

Por Israel Pérez Valencia Santiago de Querétaro, Querétaro.  (Agencia Informativa Conacyt).- Estudiantes e investigadores del Centro de Investigación en Ciencia...