Cuando el físico Vitaly Efimov supo que su teoría por fin había sido probada, corrió hasta el científico más joven que la había verificado y le estrechó la mano
Efimov había predicho una versión mecanocuántica de los anillos de borromeo (o «nudo borromeo»), una figura que fue exhibida por primera vez en el arte afgano budista desde alrededor del siglo dos. El símbolo muestra tres anillos enganchados entre sí. Si se separa un anillo, los otros dos también se pueden separar.
Efimov teorizó un análogo de estos anillos con partículas: Tres partículas (átomos o protones, o incluso quarks) se podrían unir para formar un estado estable, aun cuando dos de ellas no pudiesen unirse sin la tercera. El físico propuso por primera vez la idea, en 1970, basándose en una comprobación matemática. Desde entonces, nadie había podido demostrar el fenómeno en el laboratorio… hasta ahora.
Un equipo de físicos dirigido por Randy Hulet de la Universidad de Rice en Houston por fin logró formar el trío de partículas, y publicó su hallazgo en la revsta on-line Science Express.
“Fue muy emocionante, ya que tras 40 años de que se hiciera esta predicción, finalmente se ha verificado”, dijo Hulet a LiveScience.
Hulet presentó su trabajo en una reunión en Roma en octubre a la que también asistió Vitaly Efimov.
“Me chocó los cinco luego de mi charla”, recuerda Hulet. “Estaba muy entusiasmado y emocionado al ver que su predicción se hizo realidad”.
Efimov había calculado que era posible el triplete de partículas, y que era repetitivo: se podrían lograr nuevos estados de ligadura a niveles de energía cada vez mayores, en una progresión infinita. Todos los estados de ligadura se darían a niveles de energía múltiplos de 515.
Para demostrar que ellos realmente habían creado los tríos, a los que se conoce como trímeros de Efimov, los investigadores produjeron un conjunto de tres átomos de litio ligados entre sí, y entonces lo reprodujeron con una energía de enlace 515 veces mayor que la primera. (Esencialmente, la energía de enlace indica cuán juntas están las partículas una de otra, y cuánta energía se necesita para separarlas).
Los investigadores usaron una configuración conocida como resonancia Feshbach que les permitió elegir los niveles de energía de sus átomos. Encontraron que cuando alcanzaban múltiplos de 515, las partículas se unían, pero que a otras energías no lo hacían, probando que los tríos eran realmente trímeros de Efimov.
“Es un efecto sorprendente, en verdad”, dijo Hulet. “Mucha gente no le 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 el «problema de los tres cuerpos”. Los científicos han resuelto el problema de “los dos cuerpos”, es decir, han calculado exactamente cómo deben moverse dos cuerpos en base a sus posiciones iniciales, masas y velocidades. Los científicos también pueden calcular este escenario para muchas masas, pero una solución pura generalizada para el problema de los tres cuerpos ha resultado elusiva.
“Los físicos pueden manejar muy bien el problema de los dos cuerpos, y los problemas de muchos cuerpos bastante bien, pero cuando son sólo unos pocos objetos, tres en estos trímeros de Efimov, hay demasiadas variables”, dijo Hulet.
El cálculo de Efimov no es la solución al caso general, sino la solución a un caso específico de tres cuerpos. Así que descubrir un ejemplo real de tres partículas que cumplen su predicción es un importante paso para saber más sobre la física de unos pocos cuerpos.
Fuente: Live Science. Aportado por Eduardo J. Carletti
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