Superfluidez - Wikipedia, la enciclopedia libre

Superfluidez

El Hellio II "fluye" a lo largo de las superficies con el fin de encontrar su propio nivel - después de un corto periodo de tiempo, los niveles en los dos contenedores se igualan. LaPelícula de Rollin también cubre el interior del recipiente más grande, si no se selló, el helio II puede fluir y escapar.

El superfluido (también llamado Condensado de Bose-Einstein) es un estado de la materia caracterizado por la ausencia total de viscosidad (lo cual lo diferencia de una sustancia muy fluida, la cual tendría una viscosidad próxima a cero, pero no exactamente igual a cero), de manera que, en un circuito cerrado, fluiría interminablemente sin fricción. Fue descubierta en 1937por Pyotr Leonidovich Kapitsa, John F. Allen y Don Misener, y a su estudio se lo llama hidrodinámicacuántica.

Es un fenómeno físico que tiene lugar a muy bajastemperaturas, 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. Existen dos isótoposestables del helio, el helio-4 (que es muy común) y elhelio-3 (que es raro) y se produce en la desintegración beta del tritio en reactores nucleares. También se encuentra en la superficie de la Luna, arrastrado hasta allí por el viento solar.

Los dos isótopos se comportan de modos muy diferentes, lo cual sirve para examinar los efectos de las dos estadísticas cuánticas, la estadística de Fermi-Dirac, a la que obedecen las partículas de espín semi-entero, y la estadística de Bose-Einstein, seguida por las partículas de espín entero.

Una característica del superfluido es que pueden atravesar cualquier objeto sólido o cualquier superficie no porosa, debido a su fuerte capacidad de oscilación, característica que demuestra los argumentos de Física Cuántica en contra de los de Albert Einstein.

En ocasiones a uno le gustaría ser inglés. Ciertamente no por su clima, su cocina, o el nivel de su selección de fútbol, sino por la enorme calidad de su televisión pública. El vídeo que os muestro sobre estas líneas es un extracto del documental de la BBC 4 “Absolute Zero”. En él se puede observar al helio líquido enfriarse por debajo del punto lambda (momento en que cesa de burbujear) y transformarse en un superfluido.

Entre las increíbles características que muestra el helio superfluido está la de gotear a través del fondo del receptáculo de cristal. En este estado, el helio carece casi por completo de viscosidad, y es capaz de fluir a través de los diminutos poros del cristal del vaso de precipitados.

Más tarde se aprecia como el helio superfluido desafía a la gravedad ascendiendo por las paredes de una semiesfera gracias a las fuerzas de capilaridad. Como la viscosidad del líquido es practicamente cero, el helio puede crear películas de un solo átomo de espesor y vencer de este modo a la gravedad, ascendiendo hasta alcanzar el borde de la semiesfera.

Finalmente en el vídeo se muestra el conocido como “efecto fuente“. Gracias a la ausencia de fricción, el Helio superfluido (o en terminología científica He II) es capaz de fluir a través de pasajes microscópicos. Para presenciar el fenómeno hay que contar también con el helio líquido (o He I). La fuente se produce cuando existe un flujo de He I entre dos zonas de diferente presión, lo cual crea un “surtidor” que va desde la zona de alta presión hacia la baja. La particularidad de esta fuente fantasmal es que puede fluir eternamente (siempre que se mantengan las condiciones del experimento, claro).