Un grupo de científicos del MIT logró algo impresionante: tomaron las primeras imágenes de átomos individuales interactuando libremente en el espacio. Sí, como si hubieran captado lo invisible.
El estudio fue publicado en Physical Review Letters y marca un gran paso para ver en acción esos efectos cuánticos de los que siempre hablan, pero que nadie había logrado observar así.
¿Cómo lo hicieron? Primero, dejaron que una nube de átomos se moviera libremente. Luego activaron una “rejilla de luz”, una red de láseres que los congeló justo en el momento clave.
En ese instante exacto, los iluminaron con otro láser y captaron sus posiciones con altísima precisión. Como una cámara súper rápida, pero a nivel atómico.
Esta técnica se llama microscopía de átomos resueltos. Y lo que lograron ver es espectacular: bosones agrupándose en forma de onda y fermiones formando pares, justo como predice la teoría cuántica.
Martin Zwierlein, físico del MIT, dice que poder ver a los átomos y cómo se relacionan entre sí “es hermoso”. Literalmente, vieron la mecánica cuántica en acción.
En ese mismo número de la revista, otros dos equipos también publicaron avances parecidos, uno de ellos liderado por el Nobel Wolfgang Ketterle, también del MIT.
El equipo de Zwierlein trabajó con átomos de sodio (bosones) y con dos tipos de átomos de litio (fermiones). Cada uno mostró comportamientos cuánticos distintos, como estaba previsto.
Los bosones tienden a agruparse. Cuando los enfriaron, se comportaron como una sola onda cuántica compartida, lo que se conoce como condensado de Bose-Einstein.
Este fenómeno fue predicho por Louis de Broglie hace un siglo. Y ahora, por primera vez, lo captaron directamente. Es ver lo que antes solo se dibujaba en fórmulas.
Los fermiones, en cambio, se repelen entre sí. Pero ciertos tipos pueden formar pares, y eso fue justo lo que observaron: dos tipos de litio emparejándose en pleno espacio libre.
Richard Fletcher, coautor del estudio, dice que ver en imagen algo que antes era solo una construcción matemática es una prueba tangible de que la física es real, no solo teoría.
La parte más difícil fue congelar los átomos sin «freírlos» con el láser. Como dice Zwierlein, “no podés meterle un lanzallamas a los átomos”. Tuvieron que aprender algunos trucos.
Este tipo de imágenes abre la puerta a estudiar fenómenos aún más complejos, como los estados cuánticos del efecto Hall, donde los electrones hacen cosas muy raras con imanes.
Zwierlein cree que ahora sí podrán comprobar si esas “caricaturas” de los libros de física cuántica tienen una base real. Porque ahora pueden ver si existen o no.