Demuestran efecto cuántico para invisibilizar materia

El efecto en cuestión es el primer ejemplo específico de un proceso mecánico cuántico conocido como bloqueo de Pauli.

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) utilizaron láseres para comprimir y enfriar gas de litio a densidades y temperaturas lo suficientemente bajas como para que dispersara menos luz.

Al enfriar la nube aún más cerca del cero absoluto o 0º Kelvin (-273.15 grados Celsius), esta se torna completamente invisible. Los resultados se publicaron el anterior jueves en la revista Science.

El autor principal del estudio, Wolfgang Ketterle, profesor de física del MIT, dijo: "Lo que hemos observado es una forma muy especial y sencilla de bloqueo de Pauli, que consiste en impedir que un átomo haga lo que todos los átomos harían de forma natural: dispersar la luz".

"Esta es la primera observación clara de que este efecto existe, y muestra un nuevo efecto en la física", agregó.

El bloqueo de Pauli proviene del principio de exclusión de Pauli, formulado por primera vez por el famoso físico austriaco Wolfgang Pauli en 1925. Sostiene que todas las partículas llamadas fermiones (como protones, neutrones y electrones) con el mismo estado cuántico no pueden existir en el mismo espacio.

Sin el principio de exclusión todos los átomos se colapsarían juntos al tiempo que entrarían en erupción en una enorme liberación de energía.

Al enfriar los átomos, éstos pierden energía, llenando todos los estados más bajos disponibles y formando un tipo de materia llamado mar de Fermi. Las partículas quedan encerradas unas en otras, sin poder ir a otros niveles de energía.

En este punto, se apilan en tumultos y no tienen a dónde ir si son golpeadas. Están tan apiladas que las partículas ya no pueden interactuar con la luz. Por ende, la luz que se envía al interior cumple con el bloqueo de Pauli y simplemente traspasará, explican los investigadores.

Es difícil conseguir que una nube atómica alcance este estado. No solo necesita temperaturas increíblemente bajas, sino que también requiere que los átomos se aprieten hasta alcanzar densidades récord.

Después de atrapar su gas dentro de una trampa atómica, los investigadores lo hicieron estallar con un láser. Tal y como predecía la teoría, los átomos enfriados y comprimidos dispersaron un 38% menos de luz que los que estaban a temperatura ambiente, lo que los hizo mucho más débiles.

Señalan que esto se podría aprovechar para desarrollar materiales que supriman la luz y así evitar la pérdida de información en los ordenadores cuánticos.