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2 enero 2010 6 02 /01 /enero /2010 18:38
¿Qué hay más frío que el cero absoluto? Es una pregunta que algunos hacen, quizá porque a la mente nos resulta difícil entender que hay, un límite por debajo del cual no hay nada. La medida de la temperatura es una escala que tiene un límite inferior: según la Termodinámica corresponde a un cuerpo en el que todo movimiento se ha detenido, porque el calor, al fin y al cabo, es movimiento, agitación de los constituyentes de la materia.
En condiciones normales, las moléculas vibran y rotan continuamente; dentro de ellas, los átomos también se están desplazando de forma continua; e igualmente, los constituyentes íntimos de los átomos, los electrones y los protones y neutrones también se mueven. Podríamos, al menos como experimento mental, imaginarnos que todos esos movimientos cesan. Según la física, en el cero absoluto de temperatura: a unos doscientos setenta y tres grados Celsius exactamente, a -273.16 ºC), valor por debajo del cual no hay temperatura posible (¿cómo estar más quietos que absolutamente parados?)
De hecho, ni siquiera parece posible llegar a ese cero absoluto. En la Tierra, de forma natural, no se dan temperaturas por debajo de los 89,2 grados bajo cero registrados en 1983 en la base rusa Vostok II de la Antártida en pleno invierno; en el Universo el lugar más frío conocido es una nebulosa denominada del Bumerán, con una temperatura de 1 K (según pudo medir el telescopio espacial Hubble en febrero de 2003). En la Universidad de Colorado, Eric Cornell consiguió tener materia a unas millonésimas por encima del cero absoluto: una materia extraña, denominada "condensado de Bose-Einstein", por lo que recibió el Nobel de Física del año 2001.

Las propiedades que adquiere la materia aqui son las siguientes:

a)Particulas sin energía

b)Completa superfluidez y superconductividad

c)Adquiere propiedades onda-partícula

Por más que lo intentemos, no podemos parar completamente la materia y, así, llegar a ese cero extremo. Y ello, entre otras razones, porque todos las partículas elementales son idénticas entre sí, diferenciándose sólo por su estado energético, por su agitación (podríamos decir, simplificando). No hay manera de distinguir entre dos electrones entre sí, o entre dos átomos si colocamos sus estados energéticos en los mismos niveles. Al bajar la temperatura, se limita la posibilidad de tener estados energéticos diferentes, y en cierto modo empezamos a convertir a las partículas en ¡la misma partícula! La propia naturaleza cuántica de la materia obliga a que, si queremos bajar la temperatura, debemos pasar a un estado de la materia en que el orden sea mayor: si ordenamos esas partículas, cada una en su sitio, podemos distribuirlas formando un quinto estado de la materia. (Estos cinco estados ordenados en una escala térmica corresponderían a: Plasma, Gaseoso, Líquido, Sólido, BEC). El paso de la materia a un nuevo estado por medio del frió mas extremo abre un nuevo modo de concebir lo que es y no es posible en el mundo de la física.

cuando enfriamos un objeto, lo que estamos haciendo es extraerle energía; el cero absoluto lo alcanzamos en el momento en que le hemos extraído la totalidad de su energía; es decir, el momento en que la energía de ese objeto se hace cero. Si pensamos en la equivalencia materia/energía, esto debería suponer que, en el momento en que un objeto alcanza el cero absoluto debería desaparecer, ya que al quedarse sin energía también se queda sin materia.

En la práctica, lo que ocurre cuando enfriamos un paquete de átomos a una temperatura muy cercana al cero absoluto se puede formar un condensado de Einstein-Bose o un condensado de Fermi, unos extraños estados en los que la materia se comporta como si fuera una partícula subatómica gigante.

Lene Vestergaard,  investigadora de la Universidad de Harvard. En su laboratorio  ha logrado temperaturas del orden de millonésimas de grado Kelvin. Esta doctora ha sido capaz de frenar un rayo de luz hasta detenerlo. Este increible logro ha sido posible gracias a las extrañas propiedades que presentan los condensados de Bose.


Los estados de la materia:
http://www.youtube.com/watch?v=Qb75G--wTNc

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