William D. Phillips cambió la forma en que medimos el frío. El físico estadounidense, nacido en Wilkes-Barre, Pensilvania, en 1948, no se limitó a estudiar los átomos. Los congeló. Su trabajo utilizando luz láser para enfriar y atrapar átomos le valió el Premio Nobel de Física en 1997. Compartió el honor con Steven Chu y Claude Cohen-Tannoudji, quienes también desarrollaron métodos de enfriamiento por láser y captura de átomos.
Phillips recibió su doctorado en física en 1976. Realizó una investigación postdoctoral en el MIT. Luego, en 1978, se unió a la Oficina Nacional de Estándares en Gaithersburg, Maryland. Ese lugar es ahora el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. Fue allí donde llevó a cabo la investigación premiada.
Se basó en el trabajo anterior de Chu. Phillips desarrolló nuevos métodos para medir la temperatura de átomos enfriados por láser. En 1988 ocurrió algo sorprendente. Descubrió que los átomos alcanzaban una temperatura seis veces inferior al límite teórico previsto. Esto rompió las reglas tal como se conocían entonces.
Claude Cohen-Tannoudji perfeccionó la teoría para explicar estos nuevos resultados. Luego, él y Phillips investigaron métodos para atrapar átomos enfriados a temperaturas aún más bajas. Su trabajo en técnicas de enfriamiento por láser hizo más que simplemente enfriar las cosas. Abrió una puerta a un nuevo estado de la materia.
El condensado de Bose-Einstein
Esa puerta condujo a la primera observación del condensado de Bose-Einstein en 1995. Los científicos habían predicho este estado 70 años antes, cuando Albert Einstein y Satyendra Nath Bose teorizaban al respecto.
“En este estado los átomos están tan fríos y son tan lentos que, en efecto, se fusionan y se comportan como una única entidad cuántica”.
Piensa en eso. Los átomos suelen rebotar. Son distintos. Individual. En un condensado, están tan fríos que se fusionan. Se comportan como una única entidad cuántica. Es mucho más grande que cualquier átomo individual.
Esto no fue sólo un truco de laboratorio. Demostró que la mecánica cuántica, normalmente reservada para los pequeños y los rápidos, podía observarse en un estado lento, frío y casi macroscópico. Las técnicas que Phillips y sus colegas perfeccionaron hicieron posible ralentizar los átomos.
¿Por qué esto importa hoy? Porque controlar la temperatura a nivel atómico permite una precisión increíble. Conduce a mejores relojes atómicos. Permite sensores más precisos. Nos ayuda a comprender los elementos fundamentales de la realidad.
El viaje de Phillips desde un pequeño pueblo de Pensilvania hasta la cima del mundo de la física comenzó con una simple pregunta: ¿qué tan frío puedes llegar a ser? Y resultó que la respuesta fue más fría de lo que nadie creía posible. El láser no sólo detuvo los átomos. Cambió lo que pensábamos que podían hacer los átomos.
