Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » Demonios, entropía y la búsqueda del cero absoluto

Un experimento ideado en el siglo XIX se ha convertido en una técnica realista para llegar a temperaturas ultrabajas, allanando el camino a nuevos descubrimientos científicos, así como para útiles aplicaciones.

Conforme lees estas palabras, las moléculas del aire se comprimen alrededor de 3.218 km/h., más rápido que una bala, y te bombardean por todos lados.  Entre tanto, los átomos y moléculas que componen tu cuerpo se desploman sin cesar, vibran o chocan entre sí. Nada en la naturaleza está perfectamente inmóvil, y cuanto más rápido van las cosas más energía llevan, la energía colectiva de los átomos y moléculas es lo que nosotros llamamos, y sentimos, como calor.

Incluso a una temperatura que corresponde al cero absoluto, la una quietud total es físicamente imposible, los científicos están cada vez más cerca de ese último límite. En ámbitos tan extremos, comienzan a manifestarse extraños efectos cuánticos y se producen nuevos e inusuales estados de la materia.

Concretamente, las nubes de átomos de gas enfriado, a diferencia de la materia en estado líquido o sólido, a una pequeña fracción de grado sobre el cero absoluto, ha permitido a los investigadores observar las partículas de materia comportándose como ondas, también permite crear los instrumentos de medición más precisos de la historia y construir los relojes atómicos más exactos.



¿Cómo el demonio de Maxwell enfría un gas a temperaturas microkelvin?


En el artículo de más arriba, "Demonios, entropía y la búsqueda del cero absoluto", el físico Mark G. Raizen describe lo que ocurre al enfriar un gas enrarecido apenas por debajo de temperaturas de millonésimas de grado sobre el cero absoluto. El punto de partida es coger un gas que ya ha sido enfriado previamente a una centésima de grados Kelvin (usando un dispositivo llamado cañón Gauss atómico, también descrito en el texto original), y se coloca en una trampa magnética. A partir de entonces, comienza la congelación en serio, usando la nueva técnica de refrigeración de un solo fotón.

El enfriamiento de un solo fotón aprovecha la entrada de una sola vía, inspirada en un experimento ideado en el siglo XIX por James Clerk Maxwell. El gran físico escocés teorizó la existencia de un "demonio" que parecía capaz de concentrar los átomos de un gas a un volumen menor sin aumentar su temperatura, reduciendo así su entropía.

Esta proeza parecía violar la segunda ley de la termodinámica, según la cual, la entropía nunca decrece [Este proceso se describe en el texto original].

La idea de Raizen es que la puerta de una vía puede ayudar a enfriar un gas en dos pasos: Primero dejamos que en la puerta se concentren los átomos a un volumen menor (pero sin aumentar su temperatura), después le permitimos expandirse a su volumen inicial (lo que baja su temperatura).

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales