Una física crea el quinto estado de la materia desde su sala de estar

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Utilizando tecnología cuántica, la doctora Amruta Gadge, del Quantum Systems and Devices Laboratory, ha creado con éxito un Condensado Bose-Einstein (BEC) en las instalaciones de la Universidad de Sussex a pesar de trabajar de forma remota desde su sala de estar a más de 3 kilómetros de distancia.

Se cree que es la primera vez que un BEC se crea de forma remota en un laboratorio que no tenía uno antes. Un BEC consiste en una nube de cientos de miles de átomos de rubidio enfriados a temperaturas de nanokelvin que es más de mil millones de veces más fría que la congelación.

El equipo de investigación cree que el logro podría proporcionar un plan para operar la tecnología cuántica en entornos inaccesibles como el espacio.

Peter Krüger, profesor de Física Experimental en la Universidad de Sussex, dijo: «Creemos que esta puede ser la primera vez que alguien ha establecido un BEC de forma remota en un laboratorio que no tenía uno antes. Todos estamos extremadamente entusiasmados de que podamos Continuaremos realizando nuestros experimentos de forma remota durante el bloqueo y cualquier posible bloqueo futuro. Pero también hay implicaciones más amplias más allá de nuestro equipo. Mejorar las capacidades de control de laboratorio remoto es relevante para aplicaciones de investigación destinadas a operar tecnología cuántica en entornos inaccesibles como el espacio, el subsuelo, un submarino o en climas extremos».

En las condiciones del BEC, los átomos adquieren una propiedad diferente y se comportan todos juntos como un único objeto cuántico. Este objeto cuántico tiene propiedades especiales que pueden detectar campos magnéticos muy bajos.

El profesor Krüger dijo: «Utilizamos múltiples pasos cuidadosamente programados de enfriamiento por láser y ondas de radio para preparar gases de rubidio a estas temperaturas ultrabajas. Esto requiere un control preciso por computadora de la luz láser, los imanes y las corrientes eléctricas en microchips basado en el monitoreo vigilante de las condiciones ambientales en el laboratorio mientras nadie puede estar allí para comprobar en persona».

El Quantum Systems and Devices Laboratory ha estado trabajando para tener un segundo laboratorio con un BEC funcionando constantemente durante los últimos nueve meses como parte de un proyecto más amplio que desarrolla un nuevo tipo de microscopía magnética y otros sensores cuánticos.

El equipo de investigación utiliza gases atómicos como sensores magnéticos cerca de varios objetos, incluidos nuevos materiales avanzados, canales iónicos en las células y el cerebro humano. Los gases cuánticos fríos atrapados se controlan para crear sensores extremadamente precisos y precisos que son ideales para detectar y estudiar nuevos materiales, geometrías y dispositivos.

El equipo de investigación está desarrollando sus sensores para ser aplicados en muchas áreas, incluidas las baterías de vehículos eléctricos, pantallas táctiles, células solares y avances médicos, tales como imágenes del cerebro.

Justo a tiempo antes del cierre, los investigadores instalaron una trampa óptica magnética en 2-D y han regresado solo un par de veces para realizar el mantenimiento esencial.

La doctora Gadge, investigadora en física y tecnologías cuánticas de la Universidad de Sussex, pudo hacer los cálculos complejos y luego optimizar y ejecutar la secuencia desde su hogar accediendo a las computadoras del laboratorio de forma remota. Sobre el experimento, comentó, citada por phys.org:

«El equipo de investigación ha estado observando el encierro y trabajando desde casa, por lo que no hemos podido acceder a nuestros laboratorios durante semanas. Pero estábamos decididos a continuar nuestra investigación, por lo que hemos estado explorando nuevas formas de llevar a cabo nuestros experimentos de forma remota Ha sido un esfuerzo de equipo masivo.

El proceso ha sido mucho más lento que si hubiera estado en el laboratorio ya que el experimento es inestable y he tenido que dar 10-15 minutos de tiempo de enfriamiento entre cada ejecución. Obviamente, esto no es tan eficiente y mucho más laborioso para hacerlo manualmente porque no he podido hacer escaneos sistemáticos o corregir la inestabilidad como podría trabajar en el laboratorio. Tenemos la esperanza de establecer un equipo de esqueletos en los laboratorios con medidas de distanciamiento social implementadas tan pronto como sea seguro hacerlo y lo permita, pero podremos hacer que muchos del equipo continúen trabajando desde casa en una rotación gracias al progreso que hemos logrado con el trabajo remoto.»