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'Los estados de agregación de la materia:Texto en cursiva

Actualmente hay 9 estados de agregacion de la materia (9 o mas). Algunos son:

Condensado Bose-Einstein/Nuevo estado de la materia




Los diferentes estados en que podemos encontrar la materia de este universo en el que vivimos se denominan estados de agregación de la materia, porque son las distintas maneras en que la materia se "agrega", distintas presentaciones de un conjunto de átomos. Los estados de la materia son cinco: 1. Sólido 2. Líquido 3. Gaseoso 4. Plasma 5. Condensado de Bose-Einstein

Los tres primeros son de sobra conocidos por todos nosotros y los encontramos en numerosas experiencia de nuestro día a día. El sólido lo experimentamos en los objetos que utilizamos, el líquido en el agua que bebemos y el gas en el aire que respiramos.

El plasma es un estado que nos rodea, aunque lo experimentamos de forma indirecta. El plasma es un gas ionizado, esto quiere decir que es una especie de gas donde los átomos o moléculas que lo componen han perdido parte de sus electrones o todos ellos. Así, el plasma es un estado parecido al gas, pero compuesto por electrones, cationes (iones con carga positiva) y neutrones. En muchos casos, el estado de plasma se genera por combustión.

El Sol situado en el centro de nuestro sistema solar está en estado de plasma, no es sólido, y los conocidos tubos fluorescentes contienen plasma en su interior (vapor de mercurio). Las luces de neón y las luces urbanas usan un principio similar. La ionosfera, que rodea la tierra a 70,80 km de la superficie terrestre, se encuentra también en estado de plasma. El viento solar, responsable de las deliciosas auroras boreales, es un plasma también.

En realidad, el 99% de la material conocida del universo se encuentra en estado de plasma. Aunque también es verdad que sólo conocemos el 10% de la material que compone el universo. Esto significa que el escaso 105 de materia que hemos estudiado, el 99% es plasma, o sea, casi todo es plasma en el universo.

Es interesante analizar que los griegos sostenían que el universo estaba formado por cuatro elementos: aire, agua, tierra y fuego. Haciendo un símil, podríamos asignar un elemento físico a cada elemento filosófico:

Aire - Gas Agua - Líquido Tierra - Sólido Fuego - Plasma

¿Dónde podemos incluir el condensado de Bose - Einstein?

Condensado de Bose - Einstein

En 1920, Santyendra Nath Bose desarrolló una estadística mediante la cual se estudiaba cuándo dos fotones debían ser considerados como iguales o diferentes. Envió sus estudios a Albert Einstein, con el fin de que le apoyara a publicar su novedoso estudio en la comunidad científica y, además de apoyarle, Einstein aplicó lo desarrollado por Bose a los átomos. Predijeron en conjunto el quinto estado de la materia en 1924.

No todos los átomos siguen las reglas de la estadística de Bose-Einstein. Sin embargo, los que lo hacen, a muy bajas temperaturas, se encuentran todos en el mismo nivel de energía.


Después de 77 años de que fuera predicho el estado de CBE, Eric Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl Wieman fueron galardonados en 2001 con el premio Nobel de Física por la obtención en 1995 de la condensación de Bose-Einstein utilizando gases atómicos diluidos, así como por sus estudios sobre las propiedades que muestra la materia cuando se encuentra en este estado. Según declaraciones de Weiman (el constructor de la nevera que ha sido capaz de alcanzar los 0,000 000 001K), los átomos enfriados sufren esta transición al estado CBE que las ecuaciones dicen que pasa. Es como una propiedad de la materia y, a la vez, tan contrario a la intuición, que parece magia.

Algunas de estas propiedades que muestran los átomos en estado de CBE son las siguientes:

1. Los átomos están congelados, todo lo quietos que permiten las leyes de la mecánica cuántica. La interacción entre ellos es muy débil y entonces puede estudiarse el efecto que tiene sobre ellos la gravedad.

Los resultados muestran que estos átomos se caen como si fueran una roca (a escala atómica), pero siguen siendo un gas!! Se comportan como un sólido, pero no lo son... Por eso a veces al estado de CBE se le ha denominado hielo cuántico.

2. Los átomos son coherentes, forman una única onda, como la luz láser. Los átomos del CBE son a los normales como la luz láser a la de una bombilla casera.

. Un grupo de átomos en CBE se comporta muy extrañamente ante la interacción con otro grupo de átomos diferente también en estado de CBE.

Cuando se pone 2 átomos normales uno encima del otro, se obtiene el doble de átomos. Hasta aquí, bien. Pero si se coloca un condensado de Bose-Einstein encima de otro, deja de haber átomos en esa región!!

Todas estas propiedades de la materia y otras en estado de CBE siguen siendo estudiadas. Actualmente existen en el mundo veinte grupos experimentales con capacidad para crear y manipular condensados de Bose-Einstein. Ya veremos qué nos depara todo esto.

Otra explicación se debe al principio de incertidumbre que enunció Heisenberg. Este principio afirma que no podemos conocer simultáneamente la posición y la velocidad de una partícula o átomo.

En el cero absoluto (0 K), un átomo tiene velocidad cero, ya que no tiene temperatura y por tanto no se mueve. Esto hace que la posición donde se encuentra el átomo sea muy incierta, conocemos su velocidad exactamente, con lo que el átomo puede encontrarse en un volumen muy grande.

El volumen ocupado por un átomo tan frío, es decir, la distribución de probabilidad de encontrarlo, es tan ancha (ver figura 4) que los átomos de la trampa se superponen y se unen, formando el CBE.




Es difícil entender intuitivamente qué significa el Condensado de Bose-Einstein (CBE). En el CBE, todos los átomos se encuentran en el mismo lugar, aunque esto va en contra de todo lo que vemos a nuestro alrededor.

A las temperaturas increíblemente bajas que se necesitan para alcanzar el estado de condensado de Bose-Einstein, se observa que los átomos pierden su identidad individual y se juntan en una masa común que algunos denominan superátomo.


El la figura 1 hemos considerado una visión intuitiva de la estructura de un átomo representando el núcleo (formado por protones y neutrones) por una bolita maciza roja, y la corteza de electrones que lo rodean por una bola hueca roja también. La bola con un punto en el centro constituye un átomo completo eléctricamente neutro.

Estado Sólido: podemos ver que los átomos se hallan dispuestos en un volumen pequeño, se sitúan adyacentes, uno al lado del otro, aunque no en contacto, formando generalmente una estructura.

Estado Líquido: los átomos se encuentran esparcidos en un volumen mayor, sin seguir ninguna estructura. La separación entre cada átomo es mayor que en el sólido.

Estado Gaseoso: los átomos ocupan un volumen mucho mayor. Es el estado en que los átomos están más separados.

Estado de Plasma: sus componentes no son átomos, sino partículas individuales y núcleos de átomos. Parece un gas, pero formado por iones (cationes -núcleos y protones con carga positiva-, neutrones sin carga y electrones -con carga negativa-). Cada componente del estado de plasma está cargada eléctricamente y el conjunto ocupa un gran volumen.

Condensado de Bose-Einstein: todos los átomos se encuentran en un mismo lugar. En la figura 1, la única bola roja representa la posición donde se hayan todos lo átomos, pero no uno sobre otro, sino todos ocupando el mismo espacio físico.

Para hacernos una idea de lo que sería un objeto cotidiano estando en estado de Bose-Einstein, proponemos imaginar que varias personas estuvieran sentadas en la misma silla, no una sentada sobre otra, sino literalmente todas sentadas en la misma silla, ocupando el mismo espacio en el mismo momento.


Les conté que espero con ansiedad el descubrimiento de nuevas propiedades de la materia. Esta semana he leído un informe sobre el “condensado fantasma”. Es una teoría propuesta por Nima Arkani-Harned, de la Universidad de Harvard, para explicar los extraños comportamientos del Universo, en especial su expansión, que es demasiado rápida. Para decirlo con escandalosa simplicidad, parece necesario admitir una fuerza gravitacional que, en vez de atraer, repela. La solución de Arkani-Harned es admitir un omnipresente fluido, parecido al condensado de Bose-Einstein. Con este nombre se designa a un conjunto de átomos (u otras partículas bosónicas) que se encuentran en el mismo estado, y tienen por ello un comportamiento coherente. El nuevo fluido sería un condensado de partículas sin masa alguna, y por eso lo llaman “ghost condensate”. La materia se nos hace cada vez más sutil.

En mi escuela nos enseñaban que la materia podía encontrarse en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Como las ciencias adelantan que es una barbaridad, se añadió el plasma y el condensado de Bose-Einstein. Hace unos días se anunció un sexto estado, llamado “estado fermiónico”, que tansmite electricidad sin perder energía. Es un estado creado en laboratorio. Oliver Sacks ha escrito un bello artículo sobre esta capacidad de crear realidades nuevas. Un equipo de científicos rusos y americanos han anunciado la aparición de dos nuevos elementos de la tabla periódica, el 113 y el 115. La ampliación del número de elementos resulta apasionante. Algunos son extraordinariamente inestables. Seaborg anunció una “isla mágica de estabilidad” entre los números 112 al 118. Sacks escribe: “La búsqueda de la isla mágica nos demuestra que la ciencia está henchida de poesía”. Se queda corto. En este caso, la ciencia no está buscando, creo, sino que está construyendo algo nuevo. El no va más poético.



Científicos de Oxford crean una forma transparente de aluminio bombardeando el metal con un potente láser de rayos-X blandos (capaz de producir haces de fotones con longitudes de onda cien veces más cortas que las de la luz visible). Hasta ahora el ‘aluminio transparente’ solo existía en ciencia ficción (apareció en la película Star Treck IV) pero el material real es un nuevo y exótico estado de la materia con implicaciones en ciencia planetaria y fusión nuclear.

En la revista Nature Physics, un equipo internacional dirigido por científicos de la Universidad de Oxford informan que un pulso corto del láser FLASH ‘noqueó’ a un electrón del núcleo de cada átomo de aluminio de una muestra, sin alterar la estructura cristalina del metal. Esto convirtió al aluminio en casi invisible a la radiación ultravioleta extrema.

‘Lo que hemos creado es un estado de la material completamente Nuevo que nadie había visto con anterioridad’, comentó el profesor Justin Wark del Departamento de Física de la Universidad de Oxford, uno de los autores del trabajo. ‘El aluminio transparente es solo el comienzo. Las propiedades físicas de la materia que estamos creando son relevantes en el estudio de las condiciones internas de los grandes planetas, y también esperamos que estudiándolas podremos entender mejor lo que sucede durante la creación de las estrellas en miniatura que se generan en las implosiones inducidas por láseres de alta potencia, lo cual podría a su vez permitir que un día dominásemos la fusión nuclear aquí en la Tierra’.

El descubrimiento fue posible gracias al desarrollo de una nueva fuente de radiación que es 10.000 millones de veces más brillante que cualquier sincrotrón del mundo. El láser FLASH, con sede en Hamburgo, Alemania, produce pulsos extremadamente breves de luz de rayos X, cada uno de los cuales es más potente que la producción (en ese instante dado) de una planta eléctrica que suministre energía a una ciudad completa.

El equipo de Oxford, junto a sus colegas internacionales, enfocó toda esta energía en un punto cuyo diámetro es menor que una veinteava parte del espesor de un cabello humano. Con una intensidad así de elevada, el aluminio se hizo transparente.

A pesar de que el efecto de invisibilidad duró apenas un período extremadamente breve estimado en 40 femtosegundos, demostró que se puede crear ese estado de la materia exótico empleando fuentes de rayos X muy potentes.

El profesor Wark añadió: ‘Lo que resulta particularmente notable de nuestro experimento es que hemos convertido aluminio normal en esta nuevo material exótico realizando un único paso empleando este láser tan poderoso. Durante un breve instante la muestra pareció y se comportó en todos los aspectos como una nueva forma de la materia. En cierto sentido, la forma en que reaccionó fue similar a la de si hubiésemos cambiado todos los átomos de aluminio por silicio. Es casi tan sorprendente como descubrir que el plomo puede transformarse en oro usando luz.’

Los investigadores creen que esta nueva técnica es un método ideal para crear y estudiar estos exóticos estados de la materia, y que conducirá a nuevos y relevantes trabajos en campos tan diversos como la ciencia planetaria, la astrofísica y la generación de energía por fusión nuclear.

Nuevo estado de la materia: los granos de arena Han estado delante de nosotros desde hace milenios, en relojes de arena y juegos para niños, pero hasta ahora nadie se había dado cuenta de que los granos de arena se comportan como un estadio de la materia diferente al resto de los conocidos. Por un lado, son sólidos (cuando uno camina por la playa no se hunde en la arena), pero también se comportan como un líquido, como ocurre en un reloj de arena o cuando esta se quiere coger con la mano y se escurre como si fuese agua. El físico de la Universidad de Chicago Heinrich Jaeger ha propuesto considerar el comportamiento de la arena, y de todos los conjuntos granulosos, como un nuevo estado de la materia, el sexto , después del sólido, el líquido, el gaseoso, el plasma y el condensado Bose-Einstein. Se trata de lo que Jaeger denomina “un régimen de tensiones superficiales ultralentas que constituye un nuevo territorio para los investigadores. “Si se tienen muchas partículas entrelazadas y se ejerce un afuerza sobre ellas, pueden pegarse unas a otras y comportarse como un sólido, o pueden fluir en algunas circustancias”, dice este investigador, que descarta que la llamada granularidad puede tener una gran importancia en la investigación de cuerpos celestes como la Luna y Marte

¿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 para explorar 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 obra y 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, del orden 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 núcleo atómico–. 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 hielo y 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? Ya sabemos 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… En esencia, 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 la violencia 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 alta potencia se alcanzan el millón de grados.Ahora bien, no todo se termina aquí. ¿Quién no ha sabe lo que son los cristales líquidos? Si uno lo piensa bien, escuchar a alguien hablar de cristales líquidos resulta sorprendente. No es fácil unir ambas palabras si se tiene en cuenta lo que cada una de ellas significa. Sin embargo, y aunque su conocimiento sigue siendo en cierta manera limitado, los cristales líquidos los encontramos en los objetos más cotidianos: calculadoras, relojes, juegos electrónicos, ordenadores personales, televisores, salpicaderos de coches… Sin duda, en casi todos los hogares se dispone de varios equipos que tienen dispositivos de visualización, los conocidos displays, cuyos componentes activos son de cristal líquido. También podemos encontrarlos en los paneles de información en aeropuertos o estaciones, las ventanas que cambian de traslúcidas a opacas, en fotocopiadoras o en proyectores. Y lo más sorprendente, también se encuentran en sitios tan dispares como los cosméticos, los indicadores de temperatura o los tejidos resistentes al fuego o a los impactos, que deben sus propiedades a la característica que tienen algunos compuestos químicos de presentar este nuevo estado de agregación de la materia.

Sabemos que el paso de una sustancia de un estado a otro está regulado principalmente por la temperatura. El hielo se transforma en agua líquida a 0o, y ésta se transforma en vapor de agua, un gas, a 100o. Sin embargo, no todas las sustancias se comportan como el agua. En algunos casos la transición de sólido a líquido no es directa, sino que se verifica atravesando un estado intermedio entre ambas fases: es el estado de cristal líquido. El primero en observar un cristal líquido fue el botánico austriaco Friedrich Reinitzer en 1888, cuando vio que el benzoato de colesterilo (una sustancia sólida derivada del colesterol) formaba un líquido turbio cuando lo calentaba hasta su temperatura de fusión. Al seguir calentando, la turbidez persistía hasta que a cierta temperatura el líquido se volvía transparente. Poco tiempo después se descubrieron otras sustancias que presentaban el mismo comportamiento y pronto se demostró que ese nuevo estado de la materia poseía propiedades intermedias entre las de los sólidos y las de los líquidos. Y en esto precisamente radica su interés: reúne ciertas características de los sólidos cristalinos junto con ciertas propiedades de los líquidos. Por este motivo, en 1889 el físico alemán Otto Lehmann los llamó “cristal líquido” o “líquido cristalino”.

Algo más que sólido En 1995, mientras un equipo internacional de físicos alcanzaba en un acelerador las temperaturas mas altas jamás obtenidas, un grupo del Joint Institute for Laboratory Astrophysics, JILA, en Boulder, Colorado, hacía justamente lo contrario. Era la culminación a un esfuerzo de dos décadas por parte de los científicos de todo el mundo por comprobar experimentalmente una predicción hecha hace casi 80 años por Albert Einstein y el hindú Satyendra Nath Bose. A temperaturas normales, los átomos de un gas se distribuyen por todo el volumen del recipiente que los contiene. Pero a temperaturas extremadamente bajas, del orden de unas pocas mil millonésimas de grado por encima del cero absoluto (situado a 273,16 grados bajo cero), los átomos pierden su identidad individual (resulta imposible distinguirlos) y se comportan como si fueran un único “superátomo”: es el condensado de Bose-Einstein (CBE), el estado de la materia que se encuentra por debajo del sólido.

El grupo de JILA consiguió enfriar 2.000 átomos de rubidio por debajo de cien mil millonésimas de grados absolutos durante 10 segundos, creando el primer condensado de Bose-Einstein de la historia.Ir a la caza de las temperaturas más bajas, por debajo de la temperatura a la cual se encuentra el universo (3 grados absolutos o –270 ºC), es uno de los entretenimientos de una peculiar especie de científicos que se llaman físicos de la materia condensada. Este, en apariencia, inocente juego ha permitido descubrir nuevas e increíbles propiedades de algunos materiales, como la superconductividad o la superfluidez del helio.

Los materiales superconductores son un cierto tipo de compuestos que, por debajo de una temperatura, llamada temperatura crítica, no ofrecen ninguna resistencia al paso de la electricidad. Esto hace que no se calienten y que, por tanto, se disipe parte de la energía eléctrica en forma de calor (el llamado efecto Joule, fundamento de estufas y calentadores eléctricos). Hace más de una década las temperaturas a las que había que bajar eran del orden de 250 grados bajo cero. Pero entonces se descubrieron, de forma totalmente casual, unos materiales cerámicos que se volvían superconductores a 150 bajo cero. A estos se les llama superconductores de altas temperaturas.

Por otro lado, el helio se vuelve superfluido si alcanzamos los 2 grados absolutos (-271 ºC). Al igual que en el caso de la resistencia eléctrica, líquidos como el agua, y en mayor grado el champú o la miel, presentan oposición al fluir: es la viscosidad, producto del rozamiento entre las moléculas del sólido y las de la superficie sobre las que resbalan. Lo mismo le ocurre al helio líquido. Ahora bien, por debajo de su temperatura crítica –2,2 grados absolutos– su viscosidad desaparece, convirtiéndose en superfluido. Esto hace que podamos ver cómo el helio literalmente sube por las paredes del vaso que lo contiene y se derrama en el exterior. Este hecho tiene unas aplicaciones tecnológicas importantes, como es la localización de microagujeros en conductos y tuberías. Como no roza, el helio superfluido se puede colar por cualquier agujero, sea del tamaño que sea.

Supercrítico La materia puede ser superconductora, superfluida y… supercrítica. Quizá no sea habitual escuchar estas dos palabras, fluido supercrítico, pero es lo que se encuentra detrás de toda la tecnología que lleva al supermercado el café descafeinado o los extractos de apio o jengibre.

Sustancias tan comunes como el agua, el metanol o el dióxido de carbono, cuando se les somete a presiones y temperaturas por encima de unos ciertos valores, adquieren simultáneamente propiedades de los líquidos y de los gases que los hace muy útiles para la obtención, separación, purificación o tratamiento de muchos productos. La cuestión esencial es que los así denominados fluidos supercríticos poseen densidades próximas a la de los líquidos, por lo que disuelven muchas sustancias, mientras que, como gases que realmente son, pueden penetrar fácilmente dentro de materiales porosos y arrastrar fuera la sustancia que nos interese.

Para entenderlo pensemos en cómo se evapora el agua. Si calentamos un balde lleno, al alcanzar los 100 ºC empieza a hervir. Esto no quiere decir que el agua siempre hierva a esa temperatura. Como todos los líquidos, lo hace cuando se dan cierto par de valores de temperatura y presión. En condiciones normales, con una presión atmosférica típica, la temperatura de ebullición es de 100 ºC. Si queremos evitar que hierva debemos aumentar la presión sobre ella, obligando a las moléculas de agua a estar tan apretadas que no puede escapar ninguna de la superficie del líquido. Si seguimos aumentando la temperatura, también tendremos que aumentar la presión para impedir que el agua se ponga a hervir. Esta pelea entre la temperatura y la presión termina cuando se alcanza a un punto llamado el punto crítico del agua, el punto para el cual la presión ya es incapaz de impedir la ebullición. En el caso del agua, si la temperatura sube por encima de 374,2 ºC nada puede impedir que hierva. Para este valor concreto la presión que mantiene el agua líquida es 218,3 veces la presión atmosférica ordinaria. A estos valores se les llama presión y temperatura críticas. Por encima tenemos agua supercrítica. Al igual que el vapor, el agua supercrítica ocupará todo el volumen del recipiente que la contenga. Lo más asombroso es que este agua disuelve sustancias, lo mismo que el agua líquida.

Esto que acabamos de describir le ocurre a todo líquido, solo que la temperatura y presión críticas depende del tipo de líquido. Para el caso de dióxido de carbono, sus valores críticos son 31 ºC y 73 veces la presión atmosférica ordinaria, lo que lo convierte en el fluidos supercrítico más utilizado. Un interesante propiedad de algunos fluidos supercríticos es que disuelven mejor una sustancias que otras, por lo que pueden utilizarse para extraer algunas partes de una mezcla compleja. Esto es lo que pasa con el café: el dióxido de carbono supercrítico extrae la cafeína del café y deja intacto el resto.

El mayor éxito comercial de los fluidos supercríticos se ha dado en la industria del procesado de alimentos. El café descafeinado apareció en la década de los 70, cuando investigadores del instituto alemán Max Planck descubrieron cómo eliminar la cafeína del café. En 1978 empezó a funcionar la primera planta industrial europea para descafeinado a la que siguió pronto una de extracción de lúpulo y otra de descafeinado de té. Otras grandes aplicaciones del dióxido de carbono supercrítico en la industria alimentaria son la extracción de especias y aromas, como los extractos de apio, jengibre, pimienta, romero, salvia y vainilla. Y en esta época de alimentación sana los fluidos supercríticos son capaces de eliminar el colesterol de la mantequilla y el 80% de la grasa y el 95% de colesterol de los huevos.


Nuevo estado de la materia

Si los átomos de un gas de rubidio son enfriados a algunas millonésimas de grado por encima del cero absoluto, se observa un comportamiento interesante, denominado Condensación de Bose-Einstein (los átomos pierden su individualidad y se combinan en un único estado cuántico). En estas condensaciones, los átomos fluyen si fricción, por lo que se habla de superfluidez. Nuevas investigaciones que partieron del trabajo realizado Eric Cornell (fue el primero en lograr estos condensados en 1995, y mereció el año pasado el Nobel de Física), han demostrado un comportamiento curioso de esos condensados (en adelante BEC, por su sigla en inglés). Bajo ciertas condiciones, el BEC experimenta una transición de fase cuántica y cambia su condición de superfluido a una de fluido en pattern (según un patrón), lo que determina una nueva clase de materia.

Este descubrimiento, anunciado recientemente en Nature, podría ser un importante adelanto en la construcción de computadoras cuánticas.

A fin de estimular a los átomos del BEC de rubidio para que se comporten de esta manera tan peculiar, Markus Greiner, de la Ludwig-Maximilians University, en Munich (Alemania), y sus colegas ubicaron el gas "cuántico" en una retícula óptica (un entramado tridimensional de interferencia de luz, generado con láser). En la fase de superfluidez, los átomos de rubidio se mueven libremente en este entorno, con picos de alta energía y valles de baja energía, y con un número variable de átomos en cada valle. Pero al incrementar la intensidad del rayo láser que forma la retícula, los átomos pierden esa libertad y se agrupan en un único valle, forzando al superfluido a una fase de aislamiento. Al disminuir la intensidad del láser, se vuelve al estado de superfluidez.

Según Henk T. Stoof, de la Utrecht University (Holanda), esta cadena de átomos creada en la fase de aislamiento podría ser muy importante en la creación de computadoras cuánticas. "Cada átomo de rubidio tiene un momento magnético y, por lo tanto, dos estados internos posibles, que pueden servir como 0 o 1 del bit cuántico". Esto abre dos posibilidades: por un lado, la estructura descripta serviría como memoria. Pero además, si hay dos de estas memorias, se pueden poner cerca una de la otra, y usar las interacciones entre átomos para realizar computación cuántica real.


--Agustinita 22:58 24 jun 2010 (UTC)Agustinita--Agustinita 22:58 24 jun 2010 (UTC)