|
Home / Ultimas Noticias
Archivo Noticias de la Ciencia y la
Tecnología.
Archivo Noticias del Espacio
Contacto
Suscripciones (público/email)
Boletín Noticias de la Ciencia y la
Tecnología
Boletín Noticias del Espacio
Boletín Noticias de la Ciencia y la
Tecnología Plus
Suscripciones (servicios a
medios)
Reproducción de contenidos en medios
comerciales
|
Recuerda:
suscríbete a nuestros boletines gratuitos y recibe cómoda y
semanalmente las noticias en tu dirección electrónica.
Física
Posible Nueva Fase de la Materia
15 de Enero de 2004.
 Dos
físicos de la Penn State University creen haber descubierto una nueva
fase de la materia, una forma “supersólida” del helio-4 que posee las
extraordinarias propiedades (flujo sin fricción) de un superfluido.
Para que el helio-4 se comporte como un superfluido, debe ser enfriado
hasta que sean las leyes de la cuántica las que gobiernen su
comportamiento, explica Moses H. W. Chan, responsable del trabajo. En
todo caso, es la primera vez que un material sólido es observado con
características de un superfluido. Dicha fase de la materia ha sido
bautizada como “supersólido”, y de confirmarse tendrá muy ocupados a
teóricos y experimentalistas en el futuro.
Chan realizó el hallazgo con la ayuda de su ayudante Eun-Seong Kim,
mientras utilizaban un aparato que les permitía comprimir gas helio-4
sobre un disco de cristal parecido a una esponja, dotado con diminutos
poros a escala atómica, y lo enfriaban al mismo tiempo a una temperatura
próxima al cero absoluto (-459,67 grados F). El cristal poroso se
hallaba dentro de una cápsula a prueba de fugas, y el helio se convirtió
en sólido cuando la presión dentro de dicha cápsula alcanzó 40 veces la
que existe normalmente a nivel del mar. Una vez alcanzada esta fase, se
continuó aumentando la presión hasta alcanzar 62 atmósferas. También
rotaron la cápsula experimental hacia delante y hacia atrás, midiendo su
ritmo de oscilación mientras se enfriaba hasta la temperatura más baja.
Cuando la temperatura bajó hasta una décima de grado por encima del cero
absoluto, el ritmo de oscilación se hizo ligeramente más rápido, como si
el helio hubiera desaparecido. Los dos científicos pudieron confirmar
que los átomos de helio no se habían escapado, ya que el ritmo de
oscilación volvió a ser normal cuando la cápsula fue calentada de nuevo
por encima del citado límite. Gracias a ello, concluyeron que el helio-4
sólido había adquirido las propiedades de un superfluido al alcanzar las
condiciones más extremas. Es decir, el helio se hizo tan “resbaladizo”
que ya no se mantuvo acoplado a las paredes de los microporos del
cristal esponjoso, o lo que es lo mismo, se convirtió en un supersólido.
Para entender cómo puede existir un supersólido, debemos imaginar el
ámbito de la mecánica cuántica, la teoría moderna que explica muchas de
las propiedades de la materia. En este ámbito, existen diferentes reglas
para dos categorías de partículas: fermiones y bosones. Los fermiones
incluyen a las partículas como los electrones y átomos que tienen un
número de masa impar, como el helio-3. Los bosones, por su parte,
incluyen átomos con un número de masa par, como el helio-4. La regla
cuántica para los fermiones indica que no pueden compartir su estado
cuántico con otras partículas de su tipo, mientras que para los bosones
no hay límite en el número de partículas que pueden mantener el mismo
estado cuántico. Esta habilidad de los bosones es la que Chan y Kim han
descubierto en el helio-4 superfrío.
Cuando se alcanza una temperatura muy baja, la energía térmica ya no es
importante, y son los efectos de la mecánica cuántica los que se ponen
de manifiesto. En un supersólido de helio-4, sus átomos fluyen sin
fricción, cambiando de lugar rápidamente. Pero como sus partículas se
hallan en el mismo estado cuántico, permanece sólido incluso aunque sus
componentes estén fluyendo continuamente.
Chan y Kim repitieron el experimento con el fermión helio-3, que es
incapaz de formar un supersólido, y efectivamente no hubo ningún cambio
en el período de oscilación.
Información adicional en:
|
