3 Jun 2017 - 4:15 p. m.

El Premio Nobel que violó la ley de Murphy estuvo en Colombia

William Phillips inventó el método para enfriar átomos y crear relojes atómicos. Estuvo en Bogotá hablando sobre la noción del tiempo, Einstein y el 95% del universo que no conocemos.

Lisbeth Fog

Nicolás Bojacá Miranda, Unimedios.
Nicolás Bojacá Miranda, Unimedios.

El premio nobel de física William Phillips llegó a Colombia con una maleta cargada de globos de colores, pelotas de caucho,  imanes, y aquí completó su equipo con claveles rojos, vasos de metal y baldes de icopor que llenó con mucho nitrógeno líquido.

Ante un auditorio donde había colegiales, estudiantes, docentes e investigadores universitarios, sorprendió con el espectáculo que organizó para explicar cómo enfriar átomos para volverlos lentos y así poder atraparlos, razón por la cual compartió el nobel con Steven Chu y Claude Cohen-Tannoudji en 1997. Y jocosamente dice que violó la Ley de Murphy que predice que si algo puede salir mal, probablemente saldrá mal: “en nuestro caso no solamente salió bien sino salió mejor de lo que esperábamos”, asegura, porque han logrado bajar la temperatura a casi el cero absoluto (equivalente a -273°C). Fue en 1988 cuando descubrieron que las temperaturas podían ser mucho más frías de lo que se pensaba. Para comprobarlo tuvieron que utilizar tres métodos diferentes que midieran la temperatura de las moléculas, momento en el cual publicaron su artículo científico. Fue una afrenta al mundo de la física pero sus datos no tenían vuelta atrás.

Pero, ¿para qué congelar y atrapar átomos? No precisamente para producir un granizado y saborearlo. Sus expectativas son mucho más sofisticadas: busca generar relojes atómicos y quiere avanzar en algo que en física se llama mecánica cuántica, la teoría fundamental del mundo microscópico, la cual no se rige por las normas de la física a escala humana.

Phillips fue invitado por la Universidad Nacional de Colombia para clausurar las cátedras Huellas que Inspiran y Sesquicentenario, conversar sobre su vida y milagros, sobre la noción del tiempo, sobre Einstein y sobre lo que él define como ‘the coolest stuff in the universe”.

Su espectáculo… casi de magia

No empezó su charla hasta no estar seguro que todo funcionaría. Muy cuidadoso con su escenario y sus objetos, Phillips pronunció sus primeras palabras a la hora exacta que estaba prevista, porque lo suyo es el ‘tiempo’, lo que también ha desvelado a muchos físicos. Fue explicando por qué la hora que dan todos nuestros relojes, de pulsera, de pared, incluso la que nos dan los celulares, no es perfecta: “por 100 dólares podemos comprar un reloj de cuarzo que se desvía 30 segundos por año. Si compro uno de 100 mil dólares, se desviará los mismos 30 segundos, pero en un lapso de un millón de años”, dijo. En fin, ¿para qué queremos saber que usted recibe El Espectador a las 4 de la mañana 25 minutos, y 9.192’631.170 ciclos del átomo de Cesio, lo que significa un segundo, y que en ese segundo este átomo hizo tic-tac esa nada despreciable cantidad de veces?

Pues bien, ese sería el fundamento de los relojes atómicos, -de alta precisión. Y cuando ya nos estaba entusiasmando con los beneficios de ese costoso reloj, nos hizo una confesión. Los relojes atómicos aún son imperfectos y es necesario seguir trabajando para que sean lo más exactos posibles. La principal limitación para estudiarlos es la velocidad a la que se mueven los átomos.

La física colombiana que trabaja a su lado en el National Institute for Standards and Technology (NIST), Ana María Rey, explica que los átomos a temperatura ambiente, lo que significa 300° kelvin [los físicos miden la temperatura en grados Kelvin] “se mueven a la velocidad del sonido, o sea a 300 metros por segundo y no podemos hacer nada con ellos”. La idea es volverlos más lentos –es más fácil reconocer a una persona en el Transmilenio cuando el bus va despacio que si pasa a gran velocidad- y para eso se necesita reducir la temperatura. Para enfriarlos a por lo menos 100 nanokelvin (1 nanokelvin es igual a 10-9Kelvin) iluminan los átomos con láseres y logran velocidades de tan solo unos pocos centímetros por segundo. Y por tanto, temperaturas casi yertas.

Ahora, Phillips agrega que el reloj atómico que están construyendo en el NIST solo se atrasaría un segundo en toda la edad del universo, casi 14 mil millones de años. No estaremos acá para confirmarlo.

El punto de la demostración de todo su espectáculo se concentró en cómo enfriar las moléculas. Sumergió el clavel rojo, que estaba a temperatura ambiente, en el vaso de nitrógeno líquido, a una temperatura cercana a -195°C. Luego de unos segundos lo sacó y lo rompió como si fuera de cristal. Lo mismo sucedió con una pelota de caucho que a temperatura ambiente rebotó por el escenario, pero una vez la sumergió por otros segundos en el mismo líquido cuando la botó al suelo, en lugar de rebotar, se rompió como una porcelana. Ambos objetos cambiaron de estado.

El reto de Phillips y sus colegas es que eso no suceda cuando se enfría, como pasa cuando metemos la cubeta de agua al congelador, es decir no puede volverse líquida ni sólida. Para eso usan los rayos láser: “Enfriamos el gas sin tocarlo, lo que no permite que se vuelva líquido o sólido”, dice. Y lo atrapan por medio del enfriamiento por láser. Y así, pueden estudiarlo con tranquilidad, con esa paciencia que caracteriza a los científicos. Estos métodos permitirán producir relojes cada vez más precisos y computadores cuánticos, tecnologías de localización, transporte, banca y telecomunicaciones.

“Me divierte hacer ciencia”

A Phillips le emociona pensar en que si solo la humanidad conoce el 5% de la materia del universo buscar respuestas para el 95% restante es más que divertido. “No hay finales, siempre hay algo nuevo por aprender”, dijo, recordando lo que le comentó un colega al iniciar su carrera: “un físico experimental es alguien a quien le pagan por trabajar en su pasatiempo”.

Y como muchos de la comunidad científica puso en primera línea una cualidad que debe tener un investigador: ejercer la curiosidad sobre todo lo que lo rodea. “Un buen día es cuando encuentras algo nuevo” y eso se logra cuando se tiene iniciativa, inspiración y curiosidad.

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