Por medio del uso de láser que contienen átomos ultra congelados, un equipo de científicos han medido la viscosidad de un gas considerado de manera frecuente el sexto estado de la materia. Las mediciones verificaron que este gas puede ser usado como “modelo a escala” de materia exótica, tales como súper conductores de temperatura muy alta, la materia nuclear de estrellas de neutrones, e incluso el estado de la materia algunos microsegundos después del Big Bang.
Los resultados incluso pueden permitir pruebas experimentales de la teoría de cuerdas en un futuro.
John Thomas, de la Duke University, realizó las mediciones de viscosidad usando un gas ultra frío Fermi de litio-6 átomos atrapados en un contenedor de un milímetro de diámetro hecho de luz láser. Cuando se enfría y se coloca dentro de un campo mágnetico del tamaño correcto, los átomos interactúan fuertemente tal y como la mecánica cuántica lo predicen. Esta interacción muy fuerte del gas inhibe “propiedades importantes” tales como el movimiento de fluido sin fricción, dijo Thomas.
El reporte de la investigación apareció el 10 de diciembre en la revista Science.
Estos resultados son “en extremo importantes para el campo físico de la materia condensada y súper conductividad en muy altas temperaturas”, dijo Kathy Levi, de la Universidad de Chicago, involucrada también en la investigación. Dijo que la viscosidad de un gas Fermi es similar a la conductividad de un súper fluído, que fluye sin resistencia alguna. Esta “fluidez perfecta” se observa también en materiales usados para realizar súper conductores de muy alta temperatura. La nueva información, especialmente a temperaturas bajas, “parece muy consistente” con las predicciones de la manera en qué deben fluir los súper conductores, dijo Levin.
Thomas dijo que los nuevos resultados dan también una posibilidad experimental a predicciones que realiza la teoría de cuerdas, la cual une matemáticamente el mundo clásico de la gravedad con la física cuántica. Los teóricos de la teoría de cuerdas han predicho un nivel más bajo de unión dependiendo del ratio de viscosidad o fluido en entropía, o desorden, en un sistema fuertemente interactivo.
“Las mediciones no pusieron a prueba la teoría de cuerdas de manera directa”, dijo Thomas. Si los teóricos de las cuerdas pueden crear cálculos específicamente para un gas Fermi, los científicos podrán realizar experimentos precisos para determinar su validez con equipo tan pequeño como un escritorio.
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