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Por fin se ha demostrado un extra??o efecto cu??ntico que se predijo hace d??cadas: si se hace que una nube de gas sea lo suficientemente fr??a y densa, se puede volver invisible. Este extra??o efecto es el primer ejemplo espec??fico de un proceso mec??nico cu??ntico conocido como bloqueo de Pauli.
Cient??ficos del Instituto Tecnol??gico de Massachusetts (MIT) utilizaron l??seres para comprimir y enfriar gas de litio a densidades y temperaturas lo suficientemente bajas como para que dispersara menos luz.??Al??enfriar la nube a??n m??s cerca del cero absoluto (-273,15 grados Celsius), esta??se torna completamente invisible. Los??resultados??fueron publicados este jueves en la revista Science.
“Lo que hemos observado es una forma muy especial y sencilla de bloqueo de Pauli, que consiste en impedir que un ??tomo haga lo que todos los ??tomos har??an de forma natural: dispersar la luz”, indic?? en un comunicado el autor principal del estudio, Wolfgang Ketterle, profesor de f??sica del MIT. “Esta es la primera observaci??n clara de que este efecto existe, y muestra un nuevo fen??meno en la f??sica”, agreg??.
El bloqueo de Pauli proviene del principio de exclusi??n de Pauli, formulado por primera vez por el famoso f??sico austriaco Wolfgang Pauli en 1925. Este sostiene que todas las part??culas llamadas fermiones (como protones, neutrones y electrones) con el mismo estado cu??ntico no pueden existir en el mismo espacio. Sin el principio de exclusi??n todos los ??tomos se colapsar??an juntos al tiempo que entrar??an en erupci??n en una enorme liberaci??n de energ??a.
Invisibilidad de la materia
Al enfriar los ??tomos estos pierden energ??a, llenando todos los estados m??s bajos disponibles y formando un tipo de materia llamado??mar de Fermi. Las part??culas quedan encerradas unas en otras, sin poder ir a otros niveles de energ??a. En este punto, se apilan en tumultos y no tienen a d??nde ir si son golpeadas. Est??n tan apiladas que las part??culas ya no pueden interactuar con la luz. Por ende, la luz que se env??a al interior cumple con el bloqueo de Pauli y simplemente traspasar??,??explican??los investigadores.
Seg??n el estudio, es complejo conseguir que una nube at??mica alcance este estado. No solo necesita temperaturas incre??blemente bajas, sino que tambi??n requiere que los ??tomos se aprieten hasta alcanzar densidades r??cord. Despu??s de atrapar su gas dentro de una trampa at??mica, los investigadores lo hicieron estallar con un l??ser. Tal y como predec??a la teor??a, los ??tomos enfriados y comprimidos dispersaron un 38% menos de luz que los que estaban a temperatura ambiente, lo que los hizo mucho m??s d??biles.
Ahora que los investigadores han demostrado por fin el efecto de bloqueo de Pauli, podr??an utilizarlo para desarrollar materiales que supriman la luz para evitar la p??rdida de informaci??n en los ordenadores cu??nticos.
