Estados de la materia

Recuerdo de mi infancia, durante mi época escolar, haber estudiado en los libros de Conocimiento del medio y, más tarde, de física y química los estados en los que podía encontrarse la materia. El libro rezaba algo así como: “Los estados de la materia son tres: Sólido, Líquido y Gaseoso“. Más tarde, conforme fui alimentándome del fruto del árbol de la ciencia, me pregunté: ¿Qué ocurre si seguimos calentando un gas? Nuevamente los libros, esta vez no tan escolares, me dieron la respuesta: Los átomos se separan de sus electrones y se pasa al cuarto estado de la materia, el Plasma.

Pero, con el tiempo, descubrí el condensado fermiónico, el condensado Bose-Einstein y, desde hace poco tiempo, el supersólido. Pero, se preguntará el lector, ¿qué son esos extraños estados de agregación de la materia?:

  • El condensado fermiónico es el sexto estado de agregación de la materia. Se produce a temperaturas de 0,0000002º K. La naturaleza del condensado implica que todas las partículas que lo conforman se encuentran en el mismo estado cuántico, lo cual es sólo posible si dichas partículas son bosones. Ahora bien, el Principio de exclusión de Pauli impide que cualquier pareja de Fermiones (componentes de este estado) ocupe el mismo estado cuántico al mismo tiempo. Sin embargo, en el año 2004, el grupo de investigación de Deborah Jin logró la condensación de pares de átomos fermiónicos.

Pero, ¿qué propiedades y qué usos tiene este sexto estado de la materia?

Según los físicos de la Universidad de Colorado, el condensado fermiónico se sitúa a medio camino entre los superconductores y los condensados de Bose-Einstein. Añaden que observando el comportamiento de los átomos de potasio se dieron cuenta de la posibilidad de obtener materiales que sean superconductores (los materiales que permiten el paso de una corriente eléctrica sin oponer ninguna resistencia) a temperatura ambiente y que, por lo tanto, puedan conducir electricidad sin perder energía.

  • El condensado Bose-Einstein se forma cuando los átomos en un gas sufren la transición de comportarse como cualquier partícula que puede describir la física clásica, a comportarse como una onda de materia, quedando todos sus átomos en un mismo lugar. Para esto es necesario, al igual que en el condensado fermiónico, alcanzar una temperatura de unos pocos nanokelvins. Cuando es alcanzado el BEC, los átomos caen como si fuesen pequeñas canicas, sin embargo, siguen siendo un gas.  Gracias a este vídeo podemos observar una simulación por ordenador de un  condensado Bose-Einstein.
    ¿Qué propiedades y usos tiene este estado de la materia? 

    La superfluidez y la superconductividad son sus propiedades principales, de este modo, y mediante su superviscosidad, puede lograrse una completa omisión del coeficiente de rozamiento.

  • El supersólido, posee un estado sólido porque todos los átomos del helio-4 quedan congelados en una película cristalina rígida, tal como ocurre con los átomos y las moléculas de un cuerpo sólido normal como es el hielo. Sin embargo, en este caso, esta congelación de los átomos no implica que estén inmóviles.
    Cuando el helio-4 llega a la temperatura adecuada (apenas un décimo de grado sobre el cero absoluto), la película que forma comienza a experimentar las leyes de la mecánica cuántica.
    En ese momento, los átomos de helio comienzan a comportarse como si fueran sólidos y fluidos a la vez. Una parte de los átomos de helio comienza a moverse a través de la película como una sustancia conocida como superfluido, un líquido que se mueve sin ninguna fricción. Dado que es un sólido con propiedades de superfluido, los investigadores han denominado a este nuevo estado de la materia “supersólido”.

En realidad estos ocho no son los únicos estados de la materia hasta ahora encontrados o predichos, también existe: El superfluido, la materia degenerada y la materia extraña. Sin embargo, de ellos me ocuparé otro día.

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4 comentarios

Archivado bajo Astrofísica, Física, Física cuántica, Química

4 Respuestas a “Estados de la materia

  1. Anónimo

    chinguen asu madre

  2. Juan Espiniza Hernández

    Toda la información respecto al condensado fermiónico, es exactamente la misma e igual de vaga con respecto a la temperatura por arriba del cero absoluto en que se presenta; la vaguedad en el renglón térmico, es determinante para la repetición del trabajo de investigació y obtención de resultados, que se puedan comparar. La información por otrro lado y vista, como el inicio de una nueva área del terabjo científico, es excelente pero…solamente es el resultado de tan solo un equipo de trabajo con una metodollogía así como sus materiales y métodos utilizados, no permiten la repetitividad de la forma experimental en busca de resultados equivalentes con fines de reafirmación y/o de afinamiento e incluso, de ir más allá puesto que siempre existe la posibilidad de ese “más allá”

  3. gimena

    waa…. me agrada tu blog pero justo deseaba saber sobre el estado MATERIA DEGENARADA…gracias de todas maneras!
    =)

  4. Pingback: Articulo Indexado en la Blogosfera de Sysmaya

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