La NASA actualizó un laboratorio en la Estación Espacial Internacional para experimentos que sólo pueden hacerse fuera de la Tierra

La Estación Espacial Internacional alberga desde 2018 un laboratorio único en su tipo: el Cold Atom Lab (CAL), una instalación de la NASA centrada en la exploración de la física cuántica y el desarrollo de nuevas tecnologías basadas en los principios más fundamentales de la materia.

Recientemente, se completó una actualización significativa en este laboratorio, lo que permitirá a los científicos realizar experimentos imposibles de ejecutar en la Tierra.

La microgravedad y las bajas temperaturas extremas alcanzadas en CAL abren una ventana a fenómenos cuánticos de gran escala. Esto facilita el estudio profundo de la materia en condiciones muy distintas a las que se pueden lograr en laboratorios terrestres.

Qué es el Cold Atom Lab

La física cuántica es una rama de la ciencia que estudia el comportamiento de la materia y la energía a escalas extremadamente pequeñas, como átomos y partículas subatómicas. A diferencia de la física clásica, la física cuántica revela que las partículas pueden comportarse como ondas, ocupar varios estados al mismo tiempo y hasta atravesar barreras que parecerían imposibles en el mundo cotidiano. Estas propiedades desafiaron las ideas tradicionales sobre cómo funciona el universo y permitieron el desarrollo de tecnologías como los láseres y la computación cuántica.

El Cold Atom Lab ocupa un espacio similar al de un minirrefrigerador y se opera desde la Tierra. Su función principal consiste en enfriar átomos a temperaturas inferiores a los menos -237 °C. En este ambiente ultra frío, los átomos forman un objeto cuántico llamado condensado de Bose-Einstein (BEC), considerado un “quinto estado de la materia”, distinto de los sólidos, líquidos, gases y plasma.

Según Jason Williams, científico principal del proyecto en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, “a las temperaturas más bajas, la materia se comporta de manera drásticamente diferente a cualquier cosa que hayamos experimentado”. En ese entorno, la naturaleza ondulatoria de la materia predomina, permitiendo que la materia ultrafría exhiba comportamientos inesperados, útiles para realizar mediciones extremadamente precisas de tiempo, gravedad y movimiento.

El laboratorio incluye herramientas avanzadas que, según Williams, “permiten explorar la naturaleza del universo”. La actualización más reciente, lanzada el 11 de abril de 2026, incorporó un nuevo módulo científico con mejoras en la instrumentación, como una trampa magnética rediseñada y tiras metálicas optimizadas para generar nubes de átomos.

Cómo funciona y qué investiga el laboratorio

El corazón del CAL es su módulo científico, compuesto por instrumentos capaces de manipular átomos con gran precisión. El proceso inicia calentando tiras de rubidio o potasio hasta 400 °C, lo que convierte el metal en gas dentro de una cámara de vacío. Después, se utilizan láseres ajustados a frecuencias específicas para enfriar los átomos al reducir su energía. Posteriormente, una trampa magnética captura el gas y, mediante técnicas adicionales, se reduce aún más la energía de la nube de átomos, ralentizándolos casi por completo y maximizando el tiempo que permanecen en microgravedad.

La ventaja de realizar estos experimentos en la estación espacial radica en la posibilidad de estudiar gases cuánticos durante periodos más prolongados y a temperaturas aún más bajas que en la Tierra. Esto permite observar ondas cuánticas de mayor tamaño, que interactúan durante más tiempo con la gravedad, lo que amplía las posibilidades de investigación.

De acuerdo con Ethan Elliott, subdirector científico del proyecto en JPL, el CAL es “el primer proyecto que crea condensados de Bose-Einstein en órbita”, evidenciando que es posible manipular tecnología cuántica de manera confiable en el espacio. El experto menciona que, así como la revolución cuántica del siglo XX posibilitó tecnologías como los láseres, los teléfonos móviles y las resonancias magnéticas, el equipo busca avances similares mediante la manipulación directa de grandes estados cuánticos en órbita, lo que denominan “cuántica 2.0”.

Impacto de la actualización y perspectivas futuras

La última actualización representa la cuarta mejora significativa desde la llegada del Cold Atom Lab a la estación espacial. Las novedades incluyen una trampa magnética mejorada, capaz de modificar la forma de las nubes de gas cuántico y permitir nuevos experimentos sobre las propiedades de los átomos. Además, las tiras metálicas rediseñadas facilitan la generación de nubes más estables y controladas.

Kamal Oudrhiri, gerente del proyecto en JPL, señala que estas temperaturas extremas “es lo más parecido que tenemos a controlar los límites del mundo cuántico” y que la actualización “empuja ese límite aún más”. Destaca que el avance demuestra la capacidad de la NASA para mantener el liderazgo estadounidense en tecnologías cuánticas espaciales y madurar instrumentos cuánticos para aplicaciones como interferómetros de ondas de materia, posicionamiento, navegación y sensores gravitacionales útiles tanto en la Tierra como en futuras misiones a la Luna y otros destinos.

El proyecto apoya a cinco equipos internacionales dedicados a la física fundamental y prueba herramientas cuánticas que podrían ser aplicadas en futuras misiones de exploración y en la observación de la Tierra.