Los investigadores han desarrollado una nueva teoría para registrar las temperaturas más bajas jamás medidas, con la mayor precisión permitida por las leyes de la naturaleza. Esta línea de investigación promete revolucionar la física de bajas temperaturas y podría encontrar una gran cantidad de aplicaciones en tecnologías cuánticas emergentes.

Una colaboración reciente que involucró a un equipo de la Universidad de Nottingham y el Instituto de Ciencias Fotónicas (Barcelona, España), muestra que es posible, en principio, para medir temperaturas por debajo de una mil millonésima parte de un Kelvin (!) en un gas atómico frío sin alterarlo significativamente, superando los estándares de precisión actuales. El trabajo ha sido publicado en la última edición de la revista. Cartas de revisión física .

En su estudio, los investigadores modelaron un condensado de Bose-Einstein, un estado único de la materia logrado al enfriar un gas atómico a temperaturas extremadamente bajas, utilizando parámetros experimentales realistas. La técnica termométrica funcionaría incorporando un átomo de impureza en el condensado atómico, de modo que adquiere información sobre la temperatura de la muestra a través de la interacción. En particular, su posición y velocidad se vuelven dependientes de la temperatura de modo que, monitoreándolos, la temperatura se puede inferir con alta precisión sin alterar el condensado.

Enfriamiento de gases atómicos

Los gases atómicos ultrafríos son una plataforma experimental muy versátil para una serie de aplicaciones, como la simulación de sistemas fuertemente correlacionados, procesamiento de información cuántica, o la producción de haces de electrones de alta calidad (fríos) para microscopía electrónica o difracción de electrones. Para la mayoría de estas aplicaciones, es esencial enfriar el gas atómico a las temperaturas más bajas posibles. La determinación precisa de la temperatura de estos sistemas también es fundamental para las aplicaciones.

Mohammad Mehboudi, El autor principal del artículo dijo:"Las técnicas termométricas más comunes actualmente disponibles para átomos fríos son destructivas; es decir, la muestra se destruye como resultado de la medición. Por otra parte, Las técnicas no destructivas generalmente carecen de la precisión necesaria a temperaturas muy bajas. Nuestra investigación proporciona una solución que supera ambos problemas ".

Los logros experimentales sobresalientes permiten hoy en día una termometría de alta precisión a temperaturas muy bajas. Sin embargo, dependiendo de la plataforma experimental específica, el mecanismo físico subyacente, precisión, y el rango de temperatura efectivo de diferentes esquemas termométricos varía apreciablemente. El Dr. Luis Correa también trabajó en el estudio y señala:"El marco teórico recientemente desarrollado de la termometría cuántica busca determinar los límites fundamentales en la precisión de las mediciones de temperatura cercanas al cero absoluto; y se aplica universalmente a cualquier sistema. Es importante destacar que, esto puede proporcionar pistas sobre cómo mejorar los estándares termométricos de baja temperatura actuales ".