La astronauta Christina Koch dio recientemente una cálida bienvenida a una llegada genial a la Estación Espacial Internacional:una nueva pieza de hardware para Cold Atom Lab, una instalación de física experimental que enfría los átomos hasta casi el cero absoluto, o menos 459 grados Fahrenheit (menos 273 grados Celsius). Eso es más frío que cualquier lugar conocido del universo.

El Cold Atom Lab ha estado en funcionamiento en el módulo de ciencia de la estación espacial desde julio de 2018 y se opera de forma remota desde el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena. California. Cinco grupos de científicos en la Tierra están utilizando Cold Atom Lab para realizar una variedad de experimentos para ayudar a responder preguntas sobre cómo funciona nuestro mundo en las escalas más pequeñas.

El nuevo hardware incluye un instrumento llamado interferómetro atómico que permitirá a los científicos realizar mediciones sutiles de la gravedad y sondear las teorías fundamentales de la gravedad. Un mayor desarrollo de esta tecnología en el espacio podría conducir a sensores de fuerza inercial mejorados, que podría utilizarse para diseñar herramientas para mejorar la navegación de las naves espaciales, para sondear la composición y topología de planetas y otros cuerpos celestes, y estudiar el clima de la Tierra.

Enfriar los átomos a temperaturas tan bajas los ralentiza significativamente, permitiendo a los científicos estudiarlos más fácilmente. (Los átomos a temperatura ambiente se mueven más rápido que la velocidad del sonido, mientras que los átomos ultrafríos se mueven más lentamente que un caracol de jardín). La física de los átomos ultrafríos ha llevado a avances como el descubrimiento de la superfluidez y la superconductividad, así como la producción de un quinto estado de la materia, llamado condensado de Bose-Einstein (BEC). Previsto por primera vez en la década de 1920, Las BEC permiten a los científicos observar el comportamiento cuántico de los átomos a escala macroscópica.

Los físicos han estado utilizando instalaciones de átomos ultrafríos en laboratorios terrestres durante más de 20 años. Pero CAL es la primera instalación de este tipo en órbita terrestre, donde el entorno de microgravedad proporciona a los científicos tiempos de observación más largos para grupos individuales de átomos y puede permitir temperaturas más frías que las que se pueden lograr en el suelo.

Los átomos ultrafríos también proporcionan una ventana a la mecánica cuántica, donde las partículas pueden comportarse de formas extrañas, como pasar espontáneamente a través de barreras físicas o comunicarse instantáneamente a largas distancias. El estudio de la mecánica cuántica ha llevado al desarrollo de tecnologías tan ubicuas como los láseres, semiconductores y transistores. Al dar el salto a la órbita terrestre, El Cold Atom Lab puede abrir la puerta al desarrollo de tecnologías cuánticas en el espacio.