Quimica

Hielo Cuántico
Descubren un nuevo estado de la materia denominado supersólida
Los átomos de helio se comportan como si fueran sólidos y fluidos a la vez
Científicos de la Universidad de Pennsylvania han descubierto una forma supersólida de helio-4 con todas las propiedades de un superfluido, lo que puede implicar el descubrimiento de un nuevo estado de la materia en el que los átomos secomportan como si fueran sólidos y fluidos a la vez. Si el experimento llegara a establecerse como definitivo, se confirmaría que los tres estados de la materia (sólido, líquido y gaseoso) pueden acceder a un nuevo estado, de naturaleza superior, previsto por la condensación de Bose-Einstein, según la cual todas las partículas se condensan en determinadas condiciones en un mismo estado cuántico. Elexperimento plantea también nuevos interrogantes acerca de las fronteras reales del universo cuántico. Por Eduardo Martínez.
Malmartel

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Dos físicos de la Penn State University de Pennsylvania, el profesor Moses Chan y el estudiante Eun-Seong Kim, han descubierto una nueva fase de la materia, una forma supersólida del helio-4, que tiene todas las propiedades de un superfluido. Lanueva fase de la materia es una forma ultrafría, supersólida, de helio-4.

El helio-4 congelado se comporta como una combinación de sólido y súperfluido. Según sus descubridores, es la primera vez que se obtiene en laboratorio un material sólido con las características de un superfluido.

Los investigadores explican que su material es un sólido porque todos los átomos del helio-4 quedancongelados 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 el caso del helio 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 lamecánica 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 súperfluido, un líquido que se mueve sin ninguna fricción. Dado que es un sólido con propiedades de superfluído, los investigadores han denominado a este nuevo estado dela materia “supersólida”.

Lo que se desprende de este experimento es que cuando el helio-4 se enfría a temperaturas extremas, la condensación Bose-Einstein lo convierte en un superfluido. Aunque la teoría predice que la superfluidez sólo puede existir en el helio-4 sólido, la fase supersólida nunca se había comprobado en un experimento, que es lo que han hecho los científicos de Pennsylvania.Un superfluido es un líquido que fluye sin fricción interna. Para que un líquido sea superfluido, sus átomos o moléculas deben ser enfriados o "condensados" hasta que alcanzan el mismo estado quántico.

Gases Fermionicos
El condensado de Fermi es un estado de agregación de la materia en el que la materia adquiere superfluidez. Se produce a temperaturas muy bajas cercanas al ceroabsoluto. Fue creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999. El primer condensado de Fermi formado por átomos fue creado en 2003.
Es considerado una falacia por muchos científicos. 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 bolsones. Ahora bien, el Principio deexclusión de Pauli impide que cualquier pareja de Fermiones ocupe el mismo estado cuántico al mismo tiempo. Por lo tanto un condensado fermiónico no debería existir.
Sin embargo, en el año 2004, el grupo del D. Jin logró la condensación de pares de átomos fermionicos. La suma de espines de un par de átomos con el mismo espín siempre va a ser entero. Si un par de átomos fermiónicos idénticos...