SUPERFLUIDOS
QUÍMICA
I NTROD ODUCCI ÓN
Pasa muy a menud o en f í s i c a,quenuest r o sent i do comú mún nos r o sv i v i mo sau na t e mp mp er a t u r a , engaña en condi ci ones ex t r ema mas.Nosot pr es i ónyhumedadquel l amamos“ nor mal es ”ynues t r ai nt ui c i ónnosper mi t e a nt i c i p arl oq uepa sa r áb aj oes t asc ond i c i o ne s.Si ne mb mb ar goc uan dov a r i a mos mo e x t r e ma ma da me me nt ee s t o sp ar á me me t r o scosassor pr endent esemp mpi ezanaocur r i r ynues t r ai nt ui c i ónent r aenc onfl i c t oc onl ar eal i dad.
CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN
SUPERFLUIDOS
QUÍMICA
En 1937, los científicos Piotr Kaitsa, Don !isener " #o$n %& Allen 'esc()rieron (na característica 'el
Helio-2,
l f r e p u s s o l e d o i d u t s e l e a m r o f a t s e e d o d n a i c i n i ! d a d i s o c s i v n i s e u l f K 7 1 . 2 s
En t*r+ t*r+in inos os ene enera rale les, s, al( al(no noss +ate +ateri rial ales es c(an c(an'o 'o son son enfr enfria ia'o 'oss a temperaturas cercanas al cero absoluto pasan a un nuevo estado de la materia en el cual alcanzan el mínimo nivel de energía, energía, este esta'o es 'efini'o )ao los rinciios 'e la +ec.nica c(.ntica /co$erencia c(.ntica +icrosc0ica, "a 2(e no 'e)erían eistir se4n la +ec.nica cl.sica& - 5os con'ensa'os con'ensa'os 'e Bose-Einstein tiene características artic(lares artic(lares co+o6 S(ercon'(ctii'a' " S(ercon'(ctii'a' S(erfl(i'e8& En este caso $a)lare+os 'e la se(n'a roie'a'&
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SUPERFLUIDOS El supe superflui rfluido do (tamb (también ién llamado Condensado Condensado de Bose Bose-Eins -Einstein tein)) es un esta estado do de la materia caracterizado por:
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#a ausencia total de viscosidad /lo viscosidad /lo c(al lo 'iferencia 'e (na s(stancia +(" fl(i'a, la c(al ten'ría (na iscosi'a' r0i+a a cero, ero no eacta+ente i(al a cero, 'e +anera 2(e, en (n circ(ito cerra'o, fl(iría inter+ina)le+ente sin fricci0n&
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%(e 'esc()ierta en 1937 or P"otr 5eoni'oic$ Kaitsa, #o$n %& Allen " Don !isener, " a s( est('io se lo lla+a $i'ro'in.+ica c(.ntica&
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Es (n fen0 fen0+eno +eno físico 2(e tiene l(ar a +(" )aas te+erat( te+erat(ras, ras, cerca del cero absoluto, absoluto, lí+ite en el 2(e cesa to'a actii'a' +olec(lar&
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n inconenien inconeniente te es $ue casi todos los elementos se congelan a esas temperaturas %&E'( )"*(#+,(& )"*(#+,(& Pero $a" (na ececi0n6 el $elio& Eisten 'os is0toos esta)les 'el $elio, el $elio-: " el $elio-3 " se ro'(ce en la 'esinteraci0n 'esinteraci0 n )eta 'el tritio en reactores n(cleares&
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Ta+)i*n se enc(entra en la s(erficie 'e la 5(na, arrastra'o $asta allí or el iento solar&
1. &(/(',)0E,( E #(* 0*3,(/(* E*,)"#E* E HE#0(4 E5 ;E5IO-: /<E ES != CO!>N = E5 ;E5IO-3 /<E ES ?A?O
-
/ueden /ued en at atrav ravesa esarr cu cual$ al$ui uier er ob objet jeto o só sóli lido do o cu cual al$u $uier ier sup superf erfici iciee no porosa,, 'e porosa 'e)i )i'o 'o a s( f( f(er erte te ca caa aci ci'a 'a' ' 'e os osci cila laci ci0n 0n,, ca cara ract cter erís ístitica ca 2( 2(e e 'e+(estra los ar(+entos 'e %ísica C(.ntica en contra 'e los 'e Al)ert Einstein&
-
Incl(so puede subir las paredes del mismo para escurrirse por el e5terior , esto con o)eto 'e alcan8ar (n (nto 'e enería otencial n(lo
2. 6&3( *E EE') + *+/E'8#+0(94
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*on sust sustan anci cias as $ue enfr enfria iada dass a temp temper erat atur uras as ce cerc rcan anas as al ce cero ro absoluto se absoluto se co+ortan 'e for+a co+leta+ente anti-int(itia& El ee+lo +.s claro /" el ri+ero en ser 'esc()ierto es el 'el ;elio II& C(an'o se enfría ;elio por debajo de 2.17K /-@71C 2.17K /-@71C aro& se ro'(ce (n ca+)io 'e fase arte 'el ;elio se co+orta 'e for+a nor+al " el resto asa al estado superfluído Helio 00& 00& Esta te+erat(ra 'e Helio& ca+)io 'e fase es lo 2(e se conoce co+o el punto #ambda del Helio& Por 'e)ao 'el (nto 5a+)'a, el ;elio II 'esafía n(estro senti'o co+4 co+4n n
atra traes esan an'o 'o
s0li s0li'o 'os, s,
s()ien'o are'es or2(e sí Estas
roie'a'es
son un
reflejo claro de la naturaleza cu:ntica 'e to'o to'o los los 2(e 2(e nos nos ro'ea& C(an'o o)sera+os con +(c$o 'etalle o en sit(aciones etr etraF aFas as,, nos nos 'a+o 'a+oss c(en c(enta ta 2(e la naturaleza es realmente anti-intuitiva& anti-intuitiva& Centr.n'onos en el ;elio II, s(s 'os rinciales características es 2(e no tiene ni entropía ni viscosidad, viscosidad, esto es, no a)sor)e calor ni s(fre ro8a+iento al +oerse
;. )/#0&)&0(E* E #(* *+/E'8#+0(*4 5as alicaciones r.cticas 'e la s(erfl(i'e8 es to'aía oca o n(la, 'e)i'o a las 'ifi 'ific( c(ltlta' a'es es 'e o)te o)tene nerr esta estass te+ te+er erat at(r (ras as f(er f(era a 'e al( al(no noss la)o la)ora rato tori rios os eseciali8a'os&
