Desde hace ya bastante tiempo, más de un siglo, el conseguir experimentar con las temperaturas más frías ha sido un tema muy importante para la física. Esto ha conducido a descubrimientos como la superfluidez o la superconductividad que se siguen investigando para que ese comportamiento se pueda dar cada vez a temperaturas mayores. Parece que muchas de estas investigaciones no consiguen directamente algún beneficio, pero recordemos, por ejemplo, muchas de las cosas que tenemos gracias al programa espacial de la NASA.

Como suele ser habitual, para estos experimentos, el conseguir realizarlos en un ambiente con la menor interferencia suele dar mejor resultados. Por eso, la NASA ha desarrollado un laboratorio especial que se le ha denominado CAL (Cold Atom Laboratory) y que se ha instalado en la Estación Espacial Internacional a finales de mayo.

Gracias a este equipo, se ha conseguido crear el punto más frío del universo en la Estación Espacial Internacional, produciendo nubes de átomos justo por encima del cero absoluto, conocidas como nubes de Bose-Einstein (BEC). Recordemos que el cero absoluto (-273,15 grados Celsius), es la temperatura más baja que se puede obtener debido a las leyes de la física, pues en ese punto es cuando, teóricamente, los átomos dejarían de moverse por completo.

En este laboratorio, los átomos estarán unas 10 mil millones de veces más fríos que la temperatura promedio del espacio profundo. Según se indica, se enfrían a aproximadamente 10 mil millonésimas de grado por encima del cero absoluto. Y, como ya adelantábamos, los átomos tienen un comportamiento extraño a esas temperaturas que se quiere investigar.

¿Por qué en la ISS?

En la Tierra, los BEC que se consiguen son arrastrados hacia abajo debido a la atracción de la gravedad, por lo que sólo se pueden observar durante una fracción de segundo. Pero en el entorno de microgravedad de la Estación Espacial Internacional, cada BEC puede observarse durante 10 segundos que multiplica por mucho el tiempo de otros experimentos BEC existentes.

Además, el Cold Atom Laboratory es una instalación con la que se pueden realizar experimentos de forma remota, sin asistencia de astronautas, y multiusuario. De esta forma, se puede conseguir que esté disponible hasta 6,5 horas para experimentación cada día.

Según explica Robert Thompson, científico asignado a este proyecto y físico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California:

Tener un experimento BEC operando en la estación espacial es un sueño hecho realidad. Ha sido un camino largo y difícil para llegar aquí, pero vale la pena la lucha, porque hay mucho que podemos hacer con esta instalación.

¿Cómo es el CAL?

El Cold Atom Laboratory se lanzó con éxito hacia la ISS el 21 de mayo de 2018, a bordo de una nave espacial Orbital ATK Cygnus, encima de un cohete Antares, de la instalación de vuelo Wallops de la NASA en Virginia. El CAL fue diseñado y construido en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en representación de la División de Investigación y Aplicaciones de la Vida Espacial y Ciencias Físicas de la NASA (SLPSRA), en la Dirección de Misión de Exploración Humana y Operaciones. En la financiación del desarrollo de este equipo también colaboró la Oficina del Programa de la Estación Espacial Internacional.

Después de atracar en la ISS, los astronautas instalaron el CAL en un rack EXPRESS dentro de la estación espacial (como podemos ver en la imagen). Un rack EXPRESS proporciona una interfaz estandarizada de alimentación, datos, térmica y mecánica para cargas científicas. Ocupa un espacio de armario cuádruple debido a su tamaño y requisitos de potencia. Una vez que se ha instalado, el equipo tendrá una vida útil para experimentos de unos 12 meses, que puede llegar hasta los cinco años con operación extendida.

A veces, se ven estos experimentos cómo poco útiles, ya que no parecen tener una traslación práctica a nuestro día a día. Pero hay que recordar que hoy ya tenemos varias cosas gracias al programa espacial de la NASA, como pueden ser la comida deshidratada, sistemas de comunicación, detectores de humo, etc. Así que, sólo podemos utilizar la imaginación para intentar adivinar qué aplicaciones prácticas podrían tener estas investigaciones.