CONDENSADO FERMIÓNICO (SEXTO ESTADO DE LA MATERIA) El condensad condensado o de Fermi es un estado de agregación de la materia en el que que la ma mate teri ria a adqu adquie iere re superfluidez superfluidez.. Se prod produc uce e a temp tempera eratu tura rass muy muy baja bajass cerc cercan anas as al cero absoluto.. Fue absoluto Fue crea creado do en la univ univer ersi sida dad d de Co Colo lora rado do por por prim primer era a vez vez en 1999 1999.. El prim primer er cond conden ensa sado do de Ferm Fermii formado por átomos fue creado en 2003. La natu natura rale leza za del del condensado impl implic ica a que que toda todass las las partí partícu culas las que que lo confor conforma man n se encuen encuentra tran n en el mismo mismo estado cuántico, lo cual es sólo posible si dichas partículas son bosones (componentes del estado Bose-Einstein). Ahora bien, el Principio de exclusión de Pauli impide que cualquier pareja de Fermiones (componentes de este estado) ocupe el mismo estado cuántico al mismo tiempo. Por lo tanto un condensado condensado fermiónico no debería existir. Sin Sin em emba barg rgo, o, en el año año 200 2004, el grup grupo o del Deborah Jin logró la condensación de pares de átomos fermionicos. El principio de exclusión de Pauli establece que es impos imposibl ible e que que dos dos fermio fermiones nes ocupen ocupen el mism mismo o lugar. Deborah Jin, Markus Markus Greiner y Cindy Regal 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 FERMIÓ FERMIÓNIC NICO. O. Como Como asegu aseguran ran estos estos físico físicos, s, el hiel hielo o cuán cuánti tico co (esta estad do Bose Bose-E -Ein inst stei ein) n) está está compuesto compuesto de bosones, una clase de partículas que inherentemente son gregarias (tendencia a agruparse) 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 (-273,15°C). Por su carácter arisco o antisocial, los fermiones de esos átomos deberían repelerse, pero no fue así. Al aplicar un campo magnético a los átomos superfríos, éstos se juntaron brevemente 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. Jin sospecha que el sutil emparejamiento de un condensado fermiónico es el mismo fenómeno de emparejamiento que se ve en el helio-3 líquido, un superfluido. Los súperfluidos fluyen sin viscosidad, así que los condensados condensados fermiónicos deberían hacer lo mismo. Un fenómeno relacionado cercanamente es la superconductividad. En un superconductor, los pares de electrones (los electrones son fermiones) pueden fluir con cero resistencia. Existe un enorme interés comercial en los superconductores porque podrían ser utilizados para producir electricidad en forma más barata y más limpia, y para crear maravillas de alta tecnología como trenes levitantes y computadoras ultra-rápidas. Desdichadamente, los superconductores son difíciles de manejar y de estudiar.
Los condensados fermiónicos podrían ser de ayuda. El mayor problema hoy en día con los superconductores es que la temperatura más cálida en la que pueden operar es de apenas – 135° C. El nitrógeno líquido o cualquier otro criogénico necesario para enfriar los alambres hace que los aparatos que utilizan superconductores sean caros y abultados. Los ingenieros preferirían trabajar con superconductores superconductores a temperatura temperatura ambiente. “La fuerza de unión en nuestro condensado fermiónico, ajustada para masa y densidad, podría corresponder a un superconductor superconductor de temperatura temperatura ambiente”, hace notar Jin. “Esto hace que sea optimista acerca de que la física fundamental que aprendamos a través de los condensados fermiónicos ayude a otros a diseñar materiales superconductores superconductores más prácticos”. La NASA NASA tiene tiene much muchos os usos usos para para los superc supercon ondu ducto ctores res.. Por ejemplo, los giróscopos que mantienen orientados a los satélites podrían utilizar rulemanes (elemento (elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a éste, que le sirve de apoy apoyo o y faci facili lita ta su desp despla laza zami mien ento to)) hech hechos os de iman imanes es superconductores, mejorando su precisión. También, ya que los supe superco rcond nduct uctore oress pued pueden en trasla traslada darr la misma misma cantid cantidad ad de corri corrient ente e que que el cobre cobre en un ala alamb mbre re much mucho o má máss fino, fino, los motor tores es elé eléctr ctrico icoss super supercon condu ducti ctivos vos a bordo bordo de las naves naves Los pares de fermiones mo pueden unirse y actuar como espaciales podrían ser de 4 a 6 veces más pequeños que los boson bosones. es. En este este diagra diagrama ma,, motores ordinarios, ahorrando un volumen y un peso preciosos. los espine espiness de las partí partícu culas las Otros especula especulan n que los supercon superconduct ductores ores podrían podrían jugar jugar un emparejadas están alineados. Otros pape pa pel l import imp ortan ante te en una un a base ba se perma per manen nente te en la Luna Lu na.. Los En el trabajo de Jin, son sup superco ercond nduc ucto tore ress sería erían n una una elec elecci ción ón natu natura rall para ara una una opuestos. generación y trasmisión ultra-eficiente de energía, ya que las temperaturas temperaturas ambientes bajan hasta hasta los –173° C durante durante la larga larga noche lunar.
