Escondido en un rincón de la Estación Espacial Internacional hay una instalación muy interesante: el Laboratorio de Átomos Fríos, donde los átomos se pueden enfriar hasta menos 459 grados Fahrenheit (menos 273 grados Celsius). Casi en el cero absoluto, los átomos casi dejan de vibrar y pueden alcanzar un estado llamado condensado de Bose-Einstein. Esto permite a los investigadores probar teorías sobre los átomos y sus interacciones, y ahora, pueden usar estos átomos ultrafríos para detectar cambios en su entorno circundante.
La investigación emplea una herramienta cuántica llamada interferómetro atómico, que utiliza átomos para medir fuerzas como la gravedad. Si bien estas herramientas también existen en la Tierra, en la superficie del planeta, hay que lidiar con la gravedad de la Tierra, lo que hace que los instrumentos sean menos sensibles. En el entorno de microgravedad del espacio, los átomos se pueden medir durante más tiempo de una manera mucho más precisa, y los investigadores pudieron usar el instrumento para detectar las vibraciones de la estación espacial.
“Alcanzar este hito fue increíblemente desafiante, y nuestro éxito no siempre fue un hecho”, dijo el científico del proyecto Cold Atom Lab, Jason Williams, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en un comunicado. “Se necesitó dedicación y un sentido de aventura por parte del equipo para que esto sucediera”.
Ahora que el equipo ha demostrado el uso de la interferometría atómica en el espacio, la tecnología podría utilizarse para todo tipo de aplicaciones futuras. Estos van desde probar modelos teóricos hasta rastrear el movimiento del agua en la Tierra, y podrían usarse en experimentos para ayudar a dilucidar temas como la materia oscura y la energía oscura.
“La interferometría atómica también podría usarse para probar la teoría de la relatividad general de Einstein de nuevas maneras”, dijo el investigador principal Cass Sackett de la Universidad de Virginia. “Esta es la teoría básica que explica la estructura a gran escala de nuestro universo, y sabemos que hay aspectos de la teoría que no entendemos correctamente. Esta tecnología puede ayudarnos a llenar esos vacíos y darnos una imagen más completa de la realidad que habitamos”.
Se espera que la tecnología también tenga aplicaciones prácticas, como mejorar la navegación de aviones y barcos. “Espero que la interferometría atómica basada en el espacio conduzca a nuevos descubrimientos emocionantes y tecnologías cuánticas fantásticas que impacten la vida cotidiana, y nos transporten a un futuro cuántico”, dijo el investigador Nick Bigelow de la Universidad de Rochester.
La investigación se publica en la revista Nature Communications.
