Trímeros de Efimov

Posted on 11 mayo, 2011 by JPN.
Categories: Científicos, Colaboraciones, curiosidades, Enigmas, Liberación.

Si yo les pregunto: ¿Qué es esto? Obtendría un sinfín de respuestas, pero ninguna tan fascinante como la que les voy a relatar.

Vitaly Efimov teorizó un análogo a los anillos mostrados usando partículas: Tres partículas (tales como átomos o protones o incluso quarks) podrían unirse para formar un estado estable, incluso aunque ninguno de ellos pudiese unirse sin el tercero. El físico propuso por primera vez la idea, basándose en una prueba matemática, en 1970. Desde entonces, nadie ha sido capaz de demostrar el fenómeno en el laboratorio hasta el año 2006.

Lo que Efimov había predicho una versión mecánico-cuántica de los anillos borromeanos, un símbolo que fue mostrado por primera vez en el arte afgano budista alrededor del siglo segundo. El símbolo describe tres anillos unidos entre sí, de forma tal que si separamos uno de los anillos, el resto también se separará entre sí.

Efimov había calculado que los objetos cuánticos que no pueden formarse en pares, podían, no obstante, formarse en tripletes, y que era repetitivo: Podrían lograrse nuevos estados ligados en niveles de energía cada vez mayores en una progresión infinita. Todos los estados ligados tendrían lugar a niveles de energía múltiplos de 515.

Para el ámbito académico, los oficialistas (chupatintas metomentodos que no se mueven un ápice de los establecido), esto era imposible y el apelativo escogido para designar durante casi 40 años la tan genial científico Efimov fue el de “loco”.

Un equipo de físicos liderado por Randy Hulet de la Universidad de Rice en Houston finalmente logró el trío de partículas, y publicó sus hallazgos en la revista on-line Science Express.

Es muy emocionante, debido a que tras 40 años de que se hizo esta predicción, finalmente se ha verificado”, dijo Hulet en LiveScience.

Hulet presentó su trabajo en una reunión en Roma en octubre a la que también asistió Efimov.

Cuando el físico escuchó que su teoría había sido finalmente demostrada, corrió hacia Hulet (que dicho sea debe de ser tan genial como Efimov), que la había verificado y chocó los cinco con él.

Para demostrar que realmente había creado los tríos, conocidos ahora como los “trímeros de Efimov”, los investigadores produjeron un conjunto de tres átomos de litio ligados, y entonces lo reprodujeron con un enlace de energía 515 veces mayor que la primera.

Básicamente, la energía de enlace indica cómo de apretadas están las partículas unas respecto a otras, y cuánta energía es necesaria para separarlas.

Los investigadores estimaron oportuno emplear una configuración conocida como resonancia Feshbach que les permitía seleccionar los niveles de energía de sus átomos, encontrando que cuando lograban múltiplos de 515, las partículas se unían entre sí, pero a otras energías no, demostrando que los tríos eran realmente “trímeros de Efimov”.

En palabras de Hulet: “Es un efecto realmente sorprendente”. “Mucha gente no creía [a Efimov] al principio. Fue una predicción muy extraña”.

La teoría es única debido a que es una solución a un caso especial de lo que se conoce como problema “de los tres cuerpos”.

La ciencia de aquel entonces había resuelto el denominado como problema de “los dos cuerpos”. Es decir, habían calculado cómo deberían moverse dos cuerpos “exactamente” basándose en sus posiciones iniciales, masas y velocidades pudiendo calcular escenario similares para múltiples masas, pero una solución general pura para el problema de los tres cuerpos les resultaba esquiva y de ahí que llamasen loco a Efimov.

Evidentemente, el cálculo de Efimov no es la solución al caso general, sino la solución a un caso específico de los tres cuerpos. Así pues, descubrir un ejemplo real de tres partículas que cumplan su predicción es un importante paso para saber más sobre la física de pocos cuerpos.

¿Qué importancia tiene todo este rollo macabeo que les acabo de soltar?

Eso se lo va a explicar el señor Nils Baas de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología que hace otra asombrosa predicción: Dados los extraños y poco sofisticados enlaces que permiten que se unan los átomos de litio en tripletes deberían permitir que se formasen también objetos de una complejidad mayor. De hecho, dicen que estamos al borde de descubrir un nuevo estado de materia gobernado por una rama completamente nueva de la física.

Un nuevo estado de materia.

Actualmente exiten cuatro estados que guardan su analogía con los cuatro elementos clásicos: Sólido (tierra), Líquido (Agua), Gaseoso (Aire) y E-Plasma (Fuego). El problema hasta ahora es que desde antaño se postulaba que los elementos eran cinco y no cuatro por lo que los “trímeros de Efimov” tendrían que ver con este quinto elemento (Aeter, o la quinta esencia alquímica). Y para muestra un botón.

¿Cómo es posible que lo supieran? (la Imagen ha sido extraída de un tratado sobre alquimia).

¿Cómo se comportaría este material? No está aún claro, pero Baas señala una interesante la más que interesante posibilidad de que el extraño vínculo entre partículas en los estados de Efimov es notablemente similar al entrelazamiento cuántico.

Nadie está muy seguro de si son idénticos, pero de serlo, la física de Efimov nos proporcionará una nueva forma de pensar sobre el entrelazamiento, cómo generarlo y aprovecharlo. Por ejemplo en computación y criptografía.

Vitaly Efimov