El lloc més fred de l’Univers

Un laboratori de la NASA situat a l'Estació Espacial Internacional aconsegueix produir núvols d'atoms ultrafreds que gairebé arriben a -273ºC, l'anomenat "zero absolut"

L'Estació Espacial Internacional, on hi ha el CAL

L’Estació Espacial Internacional, on hi ha el CAL | NASA

Durant l’hivern antàrtic, en algunes valls, les temperatures arriben a caure tant que gairebé arriben als -100ºC. Són els indrets més freds del nostre planeta. A la cara oculta de la Lluna, on no arriba la llum del Sol, encara hi fa molt més fred, amb temperatures que cauen fins al voltant dels -175ºC. Entremig, però, hi ha un lloc encara molt més fred i que, a més, ha estat fabricat per humans: el Laboratori Atòmic Fred (CAL en les seves sigles en anglés) de l’Estació Espacial Internacional. Segons explica la NASA en aquesta instal·lació, que orbita el nostre planeta, s’han pogut produir núvols d’àtoms ultrafreds que s’apropen, tot i que sense arribar-ho per una fracció de grau, al zero absolut, situat als 273 graus sota zero. És, de fet, el lloc més fred de què tenim constància a tot l’Univers.

La raó al darrere de la construcció d’aquest laboratori, i també d’haver-ho fet a l’espai, és fer una sèrie d’experiments relacionats amb la física quàntica. El CAL, que va ser llençat a l’espai el passat 21 de maig, està produint àtoms ultrafreds cada dia i s’hi estan duent a terme tres experiments. Si a temperatura ambient els àtoms es mouen com si fossin colibrís, a mesura que ens apropem al zero absolut es van tornant més i més lents. En concret, per fer-ne una idea, un àtom ultrafred és unes 200.000 vegades més lent que un àtom a temperatura ambient. Aquesta lentitud, és clar, obre la porta a tota una forma d’estudiar els àtoms, i és per això que el CAL servirà per a experiments de física fonamental que donin resposta a algunes de les bases del funcionament de l’univers. A més del factor del fred, és clar, també hi ha el de la gravetat. Al nostre planeta, un àtom ultrafred seria atret cap a terra ràpidament i els científics només tindrien una fracció de segon per observar-lo. En condicions de microgravetat, en canvi, els núvols d’àtoms freds suren durant molta més estona, permetent observar amb deteniment el seu comportament.

La creació d’aquests núvols d’àtoms súperfreds comença amb l’ús de làsers que refreden els àtoms fent-los anar cada cop més a poc a poc. Després, fent servir ones de ràdio, se separen els àtoms més càlids, fent baixar encara més la temperatura mitjana. Finalment, els àtoms resultants són alliberats del camp magnètic que els contenia i se’ls permet expandir-se. Això fa caure la pressió i, segons les lleis de la termodinàmica, això té l’efecte de fer caure la temperatura, com passa en els aerosols que es troben comprimits a l’interior d’una llauna. Gràcies a aquests processos, s’ha aconseguit que aquests àtoms arribin a estar a una deumil·lèsima de milió de grau del zero absolut.

Les instal·lacions d’àtoms ultrafreds a la Terra sovint tenen la mida d’una habitació i tenen la maquinària a la vista perquè els científics puguin fer els ajustaments necessaris. A l’espai, però, un laboratori d’aquestes característiques requeria superar uns quants obstacles, començant per la mida -va ser enviat a l’Estació Espacial Internacional en dues parts- i continuant amb el control dels experiments i de la maquinària que, com que és remot, va permetre que el laboratori fos una instal·lació totalment tancada. El CAL és pioner, a més, en què algunes de les tecnologies que incorpora no havien estat mai a l’espai, com ara les cèl·lules de buit que transporten els àtoms, segellades de manera que cap se’n pugui escapar.

Dur aquest laboratori a l’espai, de fet, va suposar un repte enorme, ja que també havia de ser preparat de manera que resistís els sacseigs i les forces extremes del llençament, cosa que va suposar un treball d’anys abans no estiguessin segurs de poder fer arribar el CAL a l’estació en condicions. El passat mes de maig, però, aquesta missió, que va començar el 2012, va donar resultats quan el laboratori, finalment, va arribar a l’estació. Ara serà qüestió de seguir els resultats dels seus experiments, que ens podrien donar moltíssima informació sobre els mecanismes més fonamentals del funcionament de l’Univers.

Nou comentari