El quinto estado de la materia

Como ya sabemos, la materia puede encontrarse en diferentes estados dentro de nuestro planeta. Me refiero a los estados  líquido, sólido y gaseoso de manera que us elemento determinado presente los tres estados en función de la temperatura como ocurre  el agua que se vuelve sólido por debajo de 0 ºC y vapor por encima de los 100 ºC.

Sin embargo, en el exterior de la Tierra existe un cuarto estado, conocido como plasma, que abunda en lugares como el Sol y las estrellas. Se podría decir que el 99,9% de la materia que observamos en el universo es plasma, un estado fluido que, diferencia del gas, está conformado por partículas cargas electrónicamente y ahora nos encontramos con el quinto estado de la materia.

Efecto, los científicos que estudian fenómenos cuánticos han demostrado que la luz, bajo condiciones especiales, puede comportarse como un líquido que fluye y ondula alrededor de los obstáculos que encuentra, como la corriente de un río entre las piedras. Así lo recoge un excelente artículo de Carlos Serrano que publica el Sitio BBC Mundo,

El condensado de Bose-Einstein

Brevemente, señalaremos que un condensado de Bose-Einstein es un estado de la materia que se forma cuando un gas de bosones (junto a los fermiones son. uno de los dos tipos básicos de partículas elementales) se enfría cerca del cero absoluto (-273.15 °C o 0 grados Kelvin). A esa temperatura tan bajísima los átomos se convierten en una entidad única con propiedades cuánticas. En el año 2018, lograron producirlo en la Estación Orbital Internacional.

La “luz líquida” que se creó era una sustancia muy particular. No es sólido ni plasma y tampoco se comporta exactamente como un líquido o un gas. Los científicos la llaman Condensado de Bose-Einstein (BEC) y la consideran el “quinto estado de la materia”. En este estado, las partículas se sincronizan y se mueven al unísono, formando un “superfluido”, que representa a este quinto estado de la materia.

“Se parece a cualquier otro líquido o gas, pero con propiedades especiales, una de las cuales es que todas sus partes están relacionadas”, le comenta a BBC Mundo Daniele Sanvitto, investigador del Instituto de Nanotecnología de Italia. Los superfluídos no crean ondas, y no experimentan fricción ni viscosidad.

Tienen un “comportamiento colectivo”, dice Sanvitto. “Es como un grupo de bailarines haciendo los mismos movimientos o una ola de gente marchando al mismo compás”. Así, un líquido común, al toparse con una pared rebotaría, pero un superfluido, como la luz líquida, circularía a lo largo de la pared.

“Si enviaras un chorro de estos contra una pared, la escalará en cualquier dirección y eventualmente se volverá a conectar después del obstáculo”, explica Sanvitto.

¿Para qué sirve la luz líquida?

Hasta hace unos años, los superfluídos solo podían lograrse en temperaturas cercanas al cero absoluto (−273°C), pero en 2017 Sanvitto y sus colegas lograron producir luz líquida a temperatura ambiente. Esto lo lograron utilizando mezclas de luz y materia, llamadas polaritones. “Este es el primer paso para tener aplicaciones de este líquido en la vida diaria”, dice Sanvitto.

Hasta el momento, los experimentos con BEC se han logrado solo a pequeña escala en los laboratorios, pero los investigadores le ven un gran potencial para transmitir información y energía sin desperdicio. Un ejemplo sería la creación de ordenadores o computadores ópticos, que puedan aprovechar la interacción de las partículas de luz sin el problema de la disipación o el calentamiento de los ordenadores o computadores comunes.

Esto hará que sean mucho más rápidos y consuman menos energía. Esta tecnología también podría revolucionar el manejo de los láseres y los paneles solares. Incluso, como lo menciona el científico Michio Kaku en una entrevista con This Week in Science, hay quienes piensan que en un futuro los BEC podrían sentar las bases para teletransportar objetos.

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