16/Dic/07

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Superfluido que atraviesa un vaso sólido

La superfluidez es un estado de la materia caracterizado por la ausencia total de viscosidad, de manera que, en un circuito cerrado, fluiría interminablemente sin fricción.

Es un fenómeno físico que tiene lugar a muy bajas temperaturas, cerca del cero absoluto, límite en el que cesa toda actividad. Un inconveniente es que casi todos los elementos se congelan a esas temperaturas.

Pero hay una excepción: el helio, concretamente dos isótopos estables del helio, el Helio-4, que es el común, y el Helio-3. A presión ambiente se licúan a una temperatura de 4,2 °K (-269 °C). Y es a partir de este elemento con el que se ha realizado el sorprendente experimento que se puede ver en el vídeo, donde este "líquido" es capaz de subir por las paredes de un vaso de vidrio y volcarse fuera, dando la sensación de que la base fuera un colador fácil de atravesar. Pero no es sólo una sensación; de hecho, puede fluir a través de los poros microscópicos del vidrio, como se ve en la imagen; algo realmente sorprendente.

Lo notable es que las propiedades del He líquido a esas temperaturas de trasición son bien distintas de las que tiene a temperaturas mayores. Por debajo de los 2,17 °K el He deja de comportarse como un líquido clásico conformado por átomos livianos para pasar a mostrar propiedades directamente ligadas a la mecánica cuántica.

En este rango de temperaturas, el He muestra una conducción del calor enormemente alta (200 veces mayor que la que presenta el cobre a temperatura ambiente). Junto con otros físicos, P. Kapitza también observó en 1938 que desaparece su viscosidad, por lo que puede fluir por poros microscópicos o subir por las paredes del recipiente que lo contiene hasta vaciarlo apreciablemente.

Este físico ruso (premio Nobel en 1972) lo calificó entonces de superfluido. En el proceso de enfriamiento del He desde los 4 °K se observa la aparición de burbujas ligadas a la ebullición del líquido. Cuando se alcanza el punto lambda, cesa toda muestra de ebullición y se obtiene un líquido sumamente calmo. Fue el físico F. London quien en 1938 ligó por primera vez estas propiedades remarcables con la naturaleza cuántica de la materia.

London tuvo la intuición de asociar lo que ocurría en el punto lambda con la condensación de la materia en un nuevo estado, conocido como condensación de Bose-Einstein (BEC).

Fuente: NovaCiencia y Axxón. Aportado por Eduardo J. Carletti