La temperatura de un gas es una medida de la velocidad promedio de las partículas que lo componen, de tal forma que si los átomos en el gas se mueven muy rápido el gas tendrá una temperatura alta, y al contrario, a medida que las velocidades de los átomos disminuyen el gas se enfría. El gran reto experimental desde la predicción teórica de la condensación de Bose-Einstein fue lograr un mecanismo capaz de “frenar” a los átomos de un gas hasta obtener una temperatura equivalente a la temperatura crítica.

Durante las dos décadas pasadas se desarrollaron nuevos métodos para enfriar gases atómicos a temperaturas que permitieran obtener condensados de Bose-Einstein y gases degenerados de Fermi. Estos métodos son el enfriamiento a través de luz láser y el enfriamiento por evaporación. Ambos métodos se basan en el hecho que el decremento en la temperatura de un gas se debe al intercambio de energía del mismo con otro sistema. En el caso de enfriamiento láser el intercambio se realiza a través de emisión y absorción de fotones, mientras que el enfriamiento por evaporación es el resultado de extraer selectivamente los átomos más energéticos, dejando que los restantes lleguen a un estado de equilibrio en el cual la temperatura es menor.

El enfriamiento láser se basa en el hecho de considerar la dispersión de luz láser (fotones) por los átomos, y el principio básico es que los átomos y fotones intercambian energía. Uno podría pensar que el efecto de la incidencia de luz sobre los átomos del gas tendría como consecuencia incrementar su temperatura. Sin embargo, el truco consiste en conseguir que en promedio la energía de los fotones dispersados por cada átomo sea mayor que la energía con la que incidieron. Si se consigue que los átomos absorban la luz solo proviniendo de una dirección, y emitiendo en cualquier otra, entonces el resultado neto es que el átomo pierde velocidad en la dirección en la que se movía originalmente. De esta forma la velocidad se reduce y por lo tanto la temperatura del gas disminuye después de que muchos de estos procesos ocurren.

El enfriamiento por evaporación se consigue quitando del gas los átomos más energéticos, es decir los átomos con velocidades más altas, y permitiendo que los átomos restantes lleguen a un estado de equilibrio en el que la temperatura final sea menor. Este estado de equilibrio se alcanza después de que los átomos del gas tienen en promedio la misma velocidad, y para que esto ocurra es necesario el intercambio de energía de los átomos a través de choques entre ellos. En la práctica, la posibilidad de extraer selectivamente del gas los átomos más energéticos, se debe a que los átomos utilizados para producir los condensados de Bose-Einstein (Rubidio, Sodio y Potasio) son altamente sensibles a la interacción con campos magnéticos, los cuales son bien controlados en esta clase de experimentos.