El quinto y el sexto estado de la materia.

Antes que todo si creias que solo habia 4 estados (solido,liquido,gaseoso,plasmatico) Estabas equivocado, hay 6 y el ultimo fue descubrierto en el 2003.



El quinto estado de la Materia: Condensado de Bose-Einstein

En física, el condensado de Bose-Einstein es el estado de agregación de la materia que se da en ciertos materiales a muy bajas temperaturas. La propiedad que lo caracteriza es que una cantidad macroscópica de las partículas del material pasan al nivel de mínima energía, denominado estado fundamental. El condensado es una propiedad cuántica que no tiene análogo clásico. Debido al principio de exclusión de Pauli, sólo las partículas bosónicas pueden tener este estado de agregación: si las partículas que se han enfriado son fermiones, lo que se encuentra es un líquido de Fermi.
En la década de 1920, Satyendra Nath Bose y Albert Einstein publican conjuntamente un artículo científico acerca de los fotones de luz y sus propiedades. Bose describe ciertas reglas para determinar si dos fotones deberían considerarse idénticos o diferentes. Esta se llama la Estadística de Bose (o a veces la Estadística de Bose-Einstein). Einstein aplica estas reglas a los átomos preguntándose cómo se comportarían los átomos de un gas si se les aplicasen estas reglas. Así descubre los efectos que vienen del hecho de que a muy bajas temperaturas la mayoría de los átomos están al mismo estado cuántico, que sería el menos energético posible.

Imagínese una taza de té caliente, las partículas que contiene circulan por toda la taza. Sin embargo cuando se enfría y queda en reposo, las partículas tienden a ir en reposo hacia el fondo. Análogamente, las partículas a temperatura ambiente se encuentran a muchos niveles diferentes de energía. Sin embargo, a muy bajas temperaturas, una gran proporción de éstas alcanza a la vez el nivel más bajo de energía, el estado fundamental.

La agrupación de partículas en ese nivel inferior se le llama Condensado de Bose-Einstein (BEC), porque la demostración está hecha de acuerdo con las ecuaciones de Einstein. Lo que seguramente no pudo imaginar es lo extraño que se vería una masa de materia con todos sus átomos en un solo nivel. Esto significa que todos los átomos son absolutamente iguales. No hay medida que pueda diferenciar uno de otro. Se trata de un estado de coherencia cuántica microscópico.

Una imagen:El quinto y el sexto estado de la materia.




El sexto estado de la materia (desde el 2003): Condensado de Fermi


El condensado de Fermi es un estado de agregación de la materia en el que la materia adquiere superfluidez. Se produce a temperaturas muy bajas cercanas al cero absoluto. Fue creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999. El primer condensado de Fermi formado por átomos fue creado en 2003.

El fenómeno de la condensación fermionica es diferente a la formación de Pares de Cooper en el marco de la Teoría BCS. Si bien es cierto que un Par de Cooper se puede asimilar a un bosón, ello no significa que la formación de los pares de Cooper implique automáticamente la presencia de un condensado. Para obtener un condensado de Pares de Cooper es necesario que se agrupen todos en el mismo estado cuántico.

El condensado fermiónico se comporta como una onda y no como partícula ya que es muy poco el tiempo que se mantiene estable.

Las moléculas del gas fermiónico son fermiones y no bosones ya que, aunque se unan solamente fermiones, éstos van a completar el espín a un entero y se estabiliza por ese momento y las moleculas no estan en movimiento.


El principio de exclusión de Pauli establece que es imposible que dos fermiones ocupen el mismo lugar. Esto con el tiempo se ha alterado puesto que los electrones estabilizan a la onda dándole una forma estable.

Deborah S. Jin, Markus Greiner y Cindy Regal han dado un paso más y también, gracias a la ultra congelación de partículas, han encontrado un nuevo estado de la materia, el sexto: el gas fermiónico. Como aseguran estos físicos, el hielo cuántico está compuesto de bosones, una clase de partículas que inherentemente son gregarias y sus leyes estadísticas tienden a favorecer la ocupación múltiple de un mismo estado cuántico. Sin embargo, el gas fermiónico está completamente integrado por fermiones. Éstos, a diferencia de los bosones, son poco sociables y por definición nunca dos de ellos pueden ocupar el mismo estado de movimiento. Un par de fermiones idénticos no pueden ocupar el mismo estado cuántico. A altas temperaturas, las conductas de estas partículas elementales son casi imperceptibles. Sin embargo, cuando se enfrían tienden a buscar los estados de más baja energía y es en este instante cuando se acentúa el carácter antagónico de bosones y fermiones. ¿Pero cómo se comportan los fermiones ultra congelados?

Para resolver el enigma, los físicos de Boulder usaron rayos láser para atrapar una pequeña nube de 500.000 átomos de potasio. Limitando su movimiento natural, enfriaron los átomos a 50.000 millonésimas de grados por encima del cero absoluto. Por su carácter arisco, los fermiones de esos átomos deberían repelerse, pero no fue así. Al aplicar un campo magnético a los átomos super fríos, éstos se juntaron brévemente en parejas y crearon un maravilloso condensado. Según los padres del nuevo estado, este hallazgo podría dar pie a una amplia gama de aplicaciones prácticas. Por ejemplo, el gas fermiónico ofrece una nueva línea de investigación en el campo de la superconductividad, el fenómeno por el que la electricidad discurre sin resistencia alguna, y con esto controlar a los fermiones con láser para producir más cantidad de fermiones ultra congelados.

Una imagen:fisica

Fuentes de Información - El quinto y el sexto estado de la materia.

El contenido del post es de mi autoría, y/o, es un recopilación de distintas fuentes.

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4 comentarios - El quinto y el sexto estado de la materia.

@VapourVixen Hace más de 2 años +2
Interesante, buen post
@zicko18 Hace más de 2 años -5
mas imagenes ...
quimica
@jager25 Hace más de 2 años +1
muy bueno
@TitoMontoya Hace más de 1 año
me ayudo con la tarea ;D