Un científico simula con frío la física ultracaliente de los inicios del universo

os astrofísicos creen que momentos después del Big Bang las partículas subatómicas se extendieron equitativamente por un entorno uniforme que ocupaba el universo entero. Después de miles de millones de años, nuestro universo está lejos de ser uniforme, con todo tipo de estructuras complejas: las galaxias, los sistemas planetarios, e incluso los seres vivos. ¿Cuál es el origen de estas complejidades, cuándo y cómo se desarrollaron?

Una teoría, la de la fluctuación cuántica, describe un proceso aleatorio. Chin lo compara con tirar un puñado de alubias al suelo. Cualquier patrón que éstas formen, será casual. Una teoría alternativa está basada en lo que los científicos llaman el Mecanismo de Kibble-Zurek, en que la materia sufre una transición de la fase cuántica.

En la física de la vida cotidiana una transición de fase ocurre por ejemplo cuando se forman copos de nieve a partir del vapor de agua, en un frío día invernal. En el mundo cuántico de las partículas subatómicas, la materia sufre transiciones de fase más exóticas bajo condiciones ultra frías o ultra calientes. Conforme a las leyes de la física cuántica, estas transiciones muestran una conducta universal con independencia de si ocurren bajo las condiciones del cero absoluto o de los muchos billones de grados del Big Bang.

Los físicos son incapaces de recrear el Big Bang en la Tierra, pero pueden estudiar cómo los átomos uniformemente distribuidos desarrollan patrones de agrupación en una cámara de vacío ultra fría. En su laboratorio, Chin enfriará los átomos en una cámara de vacío cilíndrica de 60 centímetros, a meras milmillonésimas de grado sobre el cero absoluto.

Los átomos enfriados se convertirán en un superfluido, un estado exótico de la materia, que difiere grandemente de los sólidos, líquidos y gases que dominan la vida cotidiana. Como es el medio más uniforme que la tecnología puede producir, los átomos ultra fríos en este superfluido simularán cómo la materia uniformemente distribuida forma patrones bajo condiciones extremas.

Si el proceso de Kibble-Zurek operó después del Big Bang, fue el responsable de que se formasen vacíos y cúmulos de materia a medida que el universo se expandía y enfriaba durante millones y miles de millones de años, llevando ello a la formación de las galaxias esparcidas por las inmensas y casi vacías regiones del espacio intergaláctico. Las estructuras cosmológicas así formadas tendrían propiedades predecibles y no fruto del azar.