BEC - Qué es y de dónde vino la idea? Lo que he oido de la condensación Bose-Einstein hace que parezca realmente extraño. Qué es realmente y cómo a alguien se le ocurrió pensar en eso? Comenzando la década de 1920,Satyendra Nath Bose estaba estudiando la nueva idea (nueva en esa época) de que la luz venía en pequeños paquetes discretos (ahora llamados "quanta" o "fotones").  Bose asumió ciertas reglas para decidir cuándo dos fotones deberían ser contados como idénticos o diferentes.  Estas se llaman las "Estadísticas de Bose" (o a veces las "Estadísticas de Bose-Einstein"). Y en dónde entra Einstein? Bose tenía problemas para que la gente le creyera y publicara sus ideas en las revistas científicas de la época, así que se las envió a Einstein.  A Einstein le gustaron y como era un importante científico en esos días, usó su influencia para que fueran publicadas. Así que todo lo que hizo fué usar su influencia y por eso obtuvo su nombre en el experimento? No, en efecto el hizo algo más, muy importante. Einstein sospechó que las mismas reglas deberían aplicarse a los átomos. El trabajó en la teoría de cómo los átomos de un gas se comportarían si estas reglas fueran aplicadas. Lo que encontró fué que las ecuaciones apuntaban a que no hubiera mucha diferencia, excepto a muy bajas temperaturas.  Si los átomos estuvieran  suficientemente frios, algo  muy poco usual debería ocurrir.  Era algo tan raro que él mismo no estaba seguro de estar en lo cierto. Yo pensaba que Einstein siempre estaba en lo cierto. No esta vez. El estaba algo así como cierto a medias o un poco menos.   Primero, no todos los tipos de átomos siguen las reglas para las Estadísticas de Bose (dentro de poco tendremos las páginas de estadísticas de Bose-Einstein y Fermi). Sin embargo, algunos átomos lo hacen y para ellos las predicciones de Einstein estaban acertadas. Pero aún para esos tipos de átomo, él no se dió cuenta de los más importantes efectos que sus ecuaciones estaban prediciendo. Si se le escaparon a Einstein, entonces debían ser algo realmente difícil de ver.  Cuáles eran y cómo alguien se dió cuenta de ellos? Los efectos vienen del hecho de que a muy bajas temperaturas la mayoría de los átomos están al mismo nivel cuántico. Uh,  el mismo nivel cuántico?  Que quiere decir eso? Recuerda cuando hablamos de cómo los electrones en un átomo pueden tener solamente ciertas energías que llamamos los niveles cuánticos de energía mecánica? ...Lo recuerdo vagamente.... Si usted coloca un átomo en cualquier clase de contenedor, incluso una olla de cocina, solamente puede tener ciertas energías particulares.  No puede moverse por ahí a cualquier velocidad que desee.  Tiene que escoger entre un conjunto particular de energías permitidas. Eso no tiene sentido. Yo puedo colocar una esfera en un tazón y darle cualquier velocidad que yo quiera. Así que dónde están sus energías particulares? Los niveles de energía están tan próximos unos de otros que usted nunca notaría que se trata de pequeños escalones de enregía.  Lo que las ecuaciones de Einstein predijeron fué que a temperaturas normales los átomos estarían en muchos niveles diferentes.  Sin embargo, a muy bajas temperaturas, una gran proporción de los átomos repentinamente se lanzarían hacia el nivel más bajo de energía. El ejemplo de abajo muestra un modelo de átomos en un tazón con los niveles de energía ampliados considerablemente. Cuando bajo mucho la temperatura, todos los átomos se van al fondo.  Qué significa eso? Los átomos apilándose en el fondo es lo que llamamos la Condensación de Bose-Einstein (BEC) y ocurre porque esta demostración está hecha de acuerdo con las ecuaciones de Einstein.   Lo que "realmente significa" probablemente sea una pregunta que el mismo Einstein debió hacerse, pero no lo hizo.  El no se dió cuenta de lo extraña que sería una materia con todos sus átomos en un solo nivel.  Esto significa que todos los átomos son absolutamente iguales.  No hay medida que pueda diferenciar uno de otro. Pero yo puedo mirar y ver los diferentes puntos negros que representan los diferentes átomos.   Cómo pueden ser idénticos? Buen punto. Usted ha señalado justamente un error en esta demostración. En realidad, un átomo en su nivel mínimo de energía está un poco disperso, de forma que aparece como una pequeña bola difusa. Cuando usted tiene grandes cantidades de átomos en el mismo nivel, todas estas bolas difusas se sobreponen una encima de la otra. Ahora ya no es posible diferenciar un átomo del otro. Todos están en el mismo lugar.  Pero yo sé que los átomos en realidad no hacen eso. Tenemos mesas, sillas y todos esos objetos precisamente porque los átomos están ordenados en diferentes lugares. Ahora entiende porqué llevó tanto tiempo antes de que alguien entendiera lo que la BEC significa realmente. Los átomos pueden, en efecto, estar todos en el mismo lugar, pero esto vá contra todo lo que vemos a nuestro alrededor. Es únicamente a las increíblmente bajas temperaturas necesarias para la BEC, que ellos pierden su identidad individual y se juntan en una masa común. Algunas personas han llamado a esto un "super átomo", con justa razón.