¿Cuántos estados de la materia hay?

¿Cuántos estados de la materia hay?
En 1994 comenzaba un programa de investigación de seis años de duración en un conjunto de aceleradores de partículas del CERN, en Ginebra. Consistía en siete experimentos en los que se iban a utilizar iones –átomos que han perdido parte de sus electrones– de plomo y de oro.Como bien han aprendido los físicos desde mediados del siglo XX, la mejor forma paraexplorar el interior de la materia es lanzar átomos y partículas subatómicas unos contra otros a altísimas velocidades. Si el material empleado en las colisiones está compuesto por elementos más pequeños, se romperá y se podrán ver los productos de deshecho. De igual modo, las tremendas energías liberadas permiten la aparición de otras partículas subatómicas que no existían antes del choque por obray gracia de la ecuación más famosa de la física, E = mc2.
En este caso, una de las razones para llevar a cabo este conjunto de experimentos de colisiones de plomo contra plomo y plomo contra oro era recrear lo que sucedió en nuestro universo justo unas millonésimas de segundo después de la Gran Explosión, cuando tenía una temperatura 100.000 veces la del interior de nuestro Sol, esto es, delorden de cien mil millones de grados centígrados. Y lo que encontraron fue un nuevo estado de la materia, 20 veces más denso que el núcleo atómico: el plasma de gluón-quark.Quarks y gluones son los constituyentes fundamentales de la materia. No hemos sabido nada de ellos hasta la década de 1960 porque se encuentran confinados dentro de los protones y neutrones –la partículas que compone el núcleoatómico–. En esencia, un protón (o un neutrón) está compuesto por tres quarks que se mantienen unidos gracias a ese pegamento subatómico que son los gluones. Únicamente a esas impresionantes temperaturas se puede romper esa ligazón que los mantiene unidos y observarlos en libertad, formando una amalgama informe: el plasma gluón-quark.
Más de tres son multitud
Imaginemos que tenemos un cazo con hieloy lo ponemos al fuego. A medida que le comunicamos calor el hielo se va fundiendo pasando a agua líquida. Si seguimos calentando veremos cómo empieza a hervir, pasando a vapor de agua. Sólido, líquido y gaseoso: los tres estados de la materia que nos enseñaron en la escuela. Ahora bien, ¿qué ocurre si recogemos ese vapor en una olla y seguimos calentando? ¿Seguiremos teniendo vapor de agua? Yasabemos que no: cuando lleguemos a unos cien mil millones de grados centígrados obtendremos el plasma gluón-quark. No obstante, en el trayecto nos encontraremos con un estado de agregación de la materia más. El cuarto.
Puede resultar sorprendente, pero si nos preguntaran cuál es el estado de la materia más abundante nuestra respuesta no sería ni el sólido, ni el líquido ni tan siquiera el gaseoso:es el plasma (y que no debemos confundir con el plasma gluón-quark). El 99% de la materia del universo observable se encuentra en este estado: el núcleo de las estrellas, los chorros de gas que desprenden ciertas galaxias, la parte de la atmósfera que recibe el nombre de ionosfera, las auroras polares, los rayos, la luces de neón, las llamas de una hoguera, las pantallas de ciertas televisiones… Enesencia, lo que sucede es lo siguiente. A medida que subimos la temperatura de nuestra olla, las moléculas de agua empiezan a chocar con violencia entre sí, hasta que se rompen en sus átomos constituyentes, hidrógeno y oxígeno. Si seguimos calentando, las colisiones –esta vez entre átomos– se irán sucediendo cada vez con más violencia. Y será cuando alcancemos a unos 10.000ºC el momento en que laviolencia de los impactos arrancarán los electrones de sus órbitas y nos quedará una sopa de núcleos atómicos y electrones libres; un plasma.
Por supuesto, la forma práctica de generar un plasma es otra. En un tubo fluorescente se consigue mediante descargas eléctricas, donde el plasma alcanza una temperatura de 20.000ºC. En los experimentos sobre fusión nuclear, con una serie de láseres de...