domingo, 15 de julio de 2012

Identifican un nuevo estado cuántico que permite asociarse a tres átomos

Un estudio de mecánica cuántica de la universidad Estatal de Kansas ha descubierto un nuevo estado ligado en átomos que puede ayudar a los científicos a comprender mejor la materia y su composición.

El estado, aún sin nombre, se aplica a tres átomos idénticos ligados juntos, un comportamiento llamado estado de tres cuerpos ligados en mecánica cúantica. En este estado, tres átomos se pegan juntos en un grupo, pero dos no pueden. Además, en algunos casos, los tres átomos pueden pegarse juntos incluso cuando alguno de los dos está intentando repeler a los otros y romper la conexión.

Esto es realmente contraintuitivo, porque no solo la interacción del par es demasiado débil para enlazar dos átomos juntos, también está intentando de forma activa separarlos, lo cual claramente no es el objetivo cuando quieres unir las cosas.

El estado es similar la estado de tres cuerpos Efimov, un estado cuántico de débil vinculación predicho por el fíisoc ruso Vitaly Efimov en los años 70. Los físicos fueron capaces de observar ese estado más de 30 años despúes mediante un experimento con gases atómicos ultrafríos en 2006. Estos gases están a una temperatura de una mil millonésima de grado Kelvin sobre el cero absoluto, una temperatura solo posible de conseguir en laboratorios. Este mismo tipo de gases es el usado para observar este nuevo estado cuántico. Mientras que es estado de tres cuerpos Efimov solo tiene lugar en condiciones ultrafrías con átomos clasificados como bosones, el nuevo estado encontrado se aplica tanto a bosones como fermiones, los tipos de partículas en que la materia puede ser clasificada.

Además, el nuevo estado cuántico existe en un hueco entre las interacciones de corto y largo rango. Estas interacciones o fuerzas, son la distancia a la que las interacciones entre partículas son efectivas. Con una fuerza de rango largo, las partículas tienen más distancia entre ellas y no se tienen que tocar para interactuar o influenciarse. Con una fuerza de rango corto, las partículas tienen que estar muy próximas e interactuar de forma similar a las bolas de billar, colisionando unas con otras. El estado Efimov de tres cuerpos solo tiene lugar para interacciones de rango corto.

Via Kansas State University

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