Chilly Record! El Objeto Más Frío En La Tierra Creado En El Laboratorio

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Un trozo de cobre se convirtió en el metro cúbico más frío (35.3 pies cúbicos) en la tierra cuando los investigadores lo enfriaron a 6 milikelvins, o seis milésimas de grado por encima del cero absoluto (0 kelvin).

Un trozo de cobre se convirtió en el metro cúbico más frío (35.3 pies cúbicos) en la Tierra cuando los investigadores lo enfriaron a 6 milikelvins, o seis milésimas de grado por encima del cero absoluto (0 Kelvin).

Esto es lo más cerca que una sustancia de esta masa y volumen ha llegado al cero absoluto. Los investigadores ponen el 880-lb. (400 kilogramos) cubo de cobre dentro de un recipiente llamado criostato que está especialmente diseñado para mantener los artículos extremadamente fríos. Este es el primer criostato construido que es capaz de mantener las sustancias tan cerca del cero absoluto.

"La principal dificultad de este proyecto fue el desafío tecnológico del criostato", dijo a WordsSideKick.com Carlo Bucci, investigador del Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) en Italia, que ayudó a construir el criostato. "Pasamos 10 años diseñando, realizando y probando el sistema". [Los 8 lugares más fríos de la Tierra]

La construcción del criostato de temperatura extrema es solo el primer paso en un nuevo experimento en el que el criostato actuará como detector de partículas. La configuración para el experimento se llama Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (CUORE) y se está construyendo en el laboratorio subterráneo de INFN Gran Sasso. Bucci y un equipo de investigadores esperan que el detector CUORE revele más acerca de las partículas subatómicas llamadas neutrinos y por qué hay mucha más materia que antimateria en el universo.

La antimateria está hecha de partículas con la carga opuesta exacta de aquellas que constituyen materia regular. Justo después del Big Bang que creó el universo hace unos 13.7 mil millones de años, se cree que la materia y la antimateria existieron en cantidades iguales. Pero cuando estas dos sustancias chocan, se aniquilan entre sí, lo que significa que el universo no debería existir. Pero por alguna razón, la materia llegó a dominar la antimateria, y los físicos todavía no están seguros de por qué.

Bucci y sus colegas esperan observar un fenómeno raro llamado desintegración doble beta sin neutrinas. Esto sucede cuando los antineutrinos se descomponen en neutrinos regulares. Los investigadores esperan probar que los neutrinos son partículas de Majorana, lo que significa que actúan como sus propias antipartículas. Los físicos creen que el fenómeno podría explicar por qué el universo contiene mucha más materia que la antimateria. El experimento también podría revelar la masa exacta de los neutrinos, algo que los físicos han estado tratando de calcular durante años.

Pero las temperaturas deben permanecer alrededor de 10 milikelvins para que los investigadores puedan observar el raro evento. Ahí es donde entra el detector CUORE. Una vez que esté terminado, el interior del criostato se alineará con cientos de cristales que pueden detectar neutrinos al captar los cambios de radiación y temperatura. El criostato se enfría utilizando un refrigerador de dilución de alta potencia (denominado así debido al proceso químico que proporciona el enfriamiento), pero utiliza una serie de tubos que involucran presión y gas en lugar de nitrógeno líquido o helio líquido.

Bucci dijo que el equipo no podía usar nitrógeno líquido o helio líquido, porque esos materiales son caros y podrían producir vibraciones durante el experimento. Esto podría evitar que el detector capte los neutrinos.

Casi 2 toneladas (1,8 toneladas métricas) de plomo cubrirán el criostato, para evitar que la radiación ingrese e interfiera con la detección de los neutrinos.

Bucci y el equipo esperan tener el experimento en marcha el próximo año.

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