TAREA N°1: OTROS ESTADOS DE LA MATERIA

Los diferentes estados en que podemos encontrar la materia de este universo en el que vivimos se denominan estados de agregación de la materia, porque son las distintas maneras en que la materia se "agrega”.

La materia se nos presenta en diversos estados de agregación, todos con propiedades y características diferentes, y aunque los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, las llamadas fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática, también existen otros estados observables bajo condiciones extremas de presión y temperatura. Es por eso que ahora enlistare los estados de agregacion menos comunes en la naturaleza y algunos que solo se producen en condiciones extremas osea los menos comunes.

1. Plasma:

Los plasmas son gases calientes e ionizados. Los plasmas se forman bajo condiciones de extremadamente alta energía, tan alta, en realidad, que las moléculas se separan violentamente y sólo existen átomos sueltos. Más sorprendente aún, los plasmas tienen tanta energía que los electrones exteriores son violentamente separados de los átomos individuales, formando así un gas de iones altamente cargados y energéticos.

Debido a que los átomos en los plasma existen como iones cargados, los plasmas se comportan de manera diferente que los gases y forman el cuarto estado de la materia.

El Sol situado en el centro de nuestro sistema solar está en estado de plasma, no es sólido, y los conocidos tubos fluorescentes contienen plasma en su interior (vapor de mercurio). Las luces de neón y las luces urbanas usan un principio similar. La ionosfera, que rodea la tierra a 70,80 km de la superficie terrestre, se encuentra también en estado de plasma. El viento solar, responsable de las deliciosas auroras boreales, es un plasma también.

2. condensado de bose-einstein

Los Condensados Bose-Einstein representan un quinto estado de la materia visto por primera vez en 1955. El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920. Los condensados B-E son superfluídos gaseosos enfríados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. En este extraño estado, todos los átomos de los condensados alcanzan el mismo estado mecánico-quantum y pueden fluir sin tener ninguna fricción entre sí. Aún más extraño es que los condensados B-E pueden “atrapar” luz, para después soltarla cuando el estado se rompe. No todos los átomos siguen las reglas de la estadística de Bose-Einstein. Sin embargo, los que lo hacen, a muy bajas temperaturas, se encuentran todos en el mismo nivel de energía. 

Esta nueva forma de la materia fue obtenida el 5 de julio de 1995, por los físicos Eric Cornell, Wolfgan Ketterle y Carl Wieman, los cuales fueron galardonados en 2001 con el premio nobel de la física

3. condensado de fermi

Creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999, el primer condensado de Fermi formado por átomos fue creado en 2003. El condensado fermiónico, considerado como el sexto estado de la materia, es una fase superfluida formada por partículas fermiónicas a temperaturas bajas. Esta cercanamente relacionado con el condensado de Bose-Einstein. A diferencia de los condensados de Bose-Einstein, los fermiones condensados se forman utilizando fermiones en lugar de bosones. Dicho de otra forma, el condensado de Fermi es un estado de agregación de la materia en la que la materia adquiere superfluidez. Se crea a muy bajas temperaturas, extremadamente cerca del cero absoluto.

El condensado fermiónico es una nube de átomos de potasio muy fríos con un comportamiento extraño y con las características de un superconductor. Según los físicos de la Universidad de Colorado, el condensado fermiónico se sitúa a medio camino entre los superconductores y los condensados de Bose-Einstein. Añaden que observando el comportamiento de los átomos de potasio se dieron cuenta de la posibilidad de obtener materiales que sean superconductores a temperatura ambiente y que, por lo tanto, puedan conducir electricidad sin perder energía.

Para crear el condensado, los científicos enfriaron gas de potasio hasta una billonésima de grado por encima del cero absoluto, que es la temperatura en la que la materia para de moverse. Los investigadores confinaron el gas en una cámara al vacío y utilizaron campos magnéticos y luz láser para manipular los átomos de potasio, emparejándolos y formando el condensado fermiónico.

4. supersólido

Dos físicos de la Penn State University de Pennsylvania, el profesor Moses Chan y el estudiante Eun-Seong Kim, han descubierto una nueva fase de la materia, una forma supersólida del helio-4, que tiene todas las propiedades de un superfluido. La nueva fase de la materia es una forma ultrafría, supersólida, de helio-4.

El helio-4 congelado se comporta como una combinación de sólido y súperfluido. Según sus descubridores, es la primera vez que se obtiene en laboratorio un material sólido con las características de un superfluido.

Los investigadores explican que su material es un sólido porque todos los átomos del helio-4 quedan congelados en una película cristalina rígida, tal como ocurre con los átomos y las moléculas de un cuerpo sólido normal como es el hielo. Sin embargo, en el caso del helio esta congelación de los átomos no implica que estén inmóviles.

Cuando el helio-4 llega a la temperatura adecuada (apenas un décimo de grado sobre el cero absoluto), la película que forma comienza a experimentar las leyes de la mecánica cuántica.

En ese momento, los átomos de helio comienzan a comportarse como si fueran sólidos

y fluidos a la vez. Una parte de los átomos de helio comienza a moverse a través de la película como una sustancia conocida como súperfluido, un líquido que se mueve sin ninguna fricción. Dado que es un sólido con propiedades de superfluído, los investigadores han denominado a este nuevo estado de la materia “supersólido”.

Lo que se desprende de este experimento es que cuando el helio-4 se enfría a temperaturas extremas, la condensación Bose-Einstein lo convierte en un superfluido. Aunque la teoría predice que la superfluidez sólo puede existir en el helio-4 sólido, la fase supersólida nunca se había comprobado en un experimento, que es lo que han hecho los científicos de Pennsylvania.

5. superfluido

Un superfluido es un líquido que fluye sin fricción interna. Para que un líquido sea superfluido, sus átomos o moléculas deben ser enfriados o "condensados" hasta que alcanzan el mismo estado quántico.

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. Existen dos isótopos estables del helio, el helio-4 (que es muy común) y el helio-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.

6. Materia extraña

En física nuclear, física de partículas y astrofísica, el término se usa de dos formas, una más amplia y la otra más específica.

El significado más amplio es tan solo materia de quarks que contiene tres "gustos" de quarks: arriba, abajo y extraño. En esta definición, hay una presión crítica y una densidad crítica asociada, y cuando la materia nuclear (hecha de protones y neutrones) se comprime más allá de dicha densidad, los protones y

neutrones se disocian en los quarks que los componen, resultando así materia de quarks (probablemente materia extraña).

El significado más estricto se refiere a la materia de quarks que es más estable que la materia nuclear. La idea de que esto podría pasar es la "hipótesis de la materia extraña" de Bodmer1 y Witten.2 En esta definición, la presión crítica es cero: el verdadero estado fundamental de la materia es siempre materia de quarks. Los núcleos que vemos en la materia que nos rodea, que son "gotas" de materia nuclear, son necesariamente metaestables, y dado el tiempo suficiente (o el estímulo externo adecuado) decaerían en gotas de materia extraña, los "strangelets".

Los strangelets son pequeños fragmentos de materia extraña. Solo existirían si la "hipótesis de la materia extraña" es correcta, en cuyo caso son el verdadero estado fundamental de la materia, y los núcleos son solamente estados metaestables con una duración muy larga.

Referencias

http://es.wikipedia.org/wiki

http://www.landsil.com/Fisica/Materia1.htm

http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_3443000/3443023.stm

http://www.paginadigital.com.ar/articulos/2004/2004seg/tecnologia1/galic8-4pl.asp

http://www.tendencias21.net/Descubren-un-nuevo-estado-de-la-materia-denominado-supersolido_a266.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Superfluido