Resumen: 

En experimentos relacionados con enfriamiento y atrapamiento de átomos con láser, como relojes de fuente de cesio, redes ópticas y condensación de Bose-Einstein, la temperatura se mide típicamente utilizando la distribución de velocidad del átomo. Particularmente, en los estándares de frecuencia de fuente de cesio, el método de tiempo de vuelo (TOF) es ampliamente utilizado para mediciones de temperatura. En este método, se supone una distribución de Maxwell Boltzmann para las velocidades del átomo. Sin embargo, en este trabajo demostramos que bajo ciertas condiciones, una función gaussiana podría no ser la mejor alternativa para ajustarse a la distribución de velocidad del átomo con el objetivo de calcular la temperatura del sistema. Demostramos experimentalmente que el concepto de temperatura de los sistemas de átomos ultrafríos debe tratarse con cuidado debido a que el concepto de temperatura puede no estar bien definido. En caso de que insistamos en asignar una temperatura a una nube de átomos fríos, demostramos que usar una distribución gaussiana puede resultar con un error de más del 10%. Sin embargo, al usar nuestro método para calcular la distribución de velocidad de los átomos y luego ajustarlo a dos distribuciones de Gauss, encontramos una mejor temperatura del sistema. Demostramos que los sistemas de átomos ultrafríos están fuera de equilibrio térmico y que están compuestos por dos subconjuntos de átomos, cada uno de ellos en equilibrio térmico sin transporte de calor entre ellos. Afirmamos que estamos introduciendo un método más preciso para medir la temperatura de los sistemas de átomos ultrafríos que permite una mejor comprensión de la termodinámica de estos sistemas. Finalmente, destacamos que este enfoque está estrechamente relacionado con la definición probablemente nueva del kelvin del Sistema Internacional (SI) en términos del valor numérico de la constante de Boltzmann (k_B) que se adoptará durante el 2018.