Quan anàvem a
escola ens van ensenyar que hi ha tres estats de la matèria: sòlid,
líquid i gas. Això no és del tot cert. Ara es parla de sis estats,
els tres ja esmentats i tres més, plasma, condensats Bose-Einstein i
condensats fermiònics.
La
major part dels estudiants saben que
els sòlids resisteixen la deformació, són rígids i que es poden
trencar. Els líquids flueixen, són difícils de comprimir i que
s'adapten a la forma del recipient que els conté. Els gasos són
menys densos, fàcils de comprimir i, que no tan sols s'adapten a la
forma del seu recipient, sinó que s'expandeixen per ocupar-lo
totalment.
Ara
bé, els nous estats no són tan habituals de trobar, en especial els
dos darrers. El
quart estat de la matèria, el plasma, és com un gas, fet d'àtoms
que han sigut despullats dels seus electrons i ara s'han
convertit en ions.
El sol està fet de plasma, com la major part de la matèria a
l'univers. Normalment és molt calent i es pot mantenir conservat en
un laboratori equipat dintre
de botelles magnètiques.
El cinquè estat
correspon als condensats de Bose-Einstein (BEC), predits per aquest
científic hindú conjuntament amb n'Albert Einstein el 1920, però
que es no va poder comprovar fins el 1995 quan els científics van
refredar unes partícules denominades bosons fins a milionèsimes de
grau. En aquest punt totes les partícules es van unir per a formar
una única super-partícula que tenia més aparença de ser una ona
que a un tros de matèria. Els BEC són fràgils i la llum viatja a
través seu molt més lentament. Presenten clarament mostres de
superfluidesa, superconductivitat i producció de vòrtexs. Un clar
exemple és l'heli-4.
Ara arribem als
condensats fermiònics. Els primers es van obtenir el 2001 refredant
mig milió d'àtoms de potassi-40 a milionèsimes de grau sobre el
zero absolut. S'ha demostrat que també presenten les mateixes
propietats que els BEC.
Totes les partícules
de la matèria són bosons o fermions. Els bosons són partícules
amb espín sencer i els fermions el tenen fraccionari. Diguem que
l'espín és una característica definida pel moment angular de cada
partícula. Així els bosons no han de complir el principi d'exclusió
de Pauli i els fermions sí. Els bosons poden agrupar-se més
íntimament i assolir nivells energètics més baixos. El fermions
per assolir aquest nivell el que fan és aparellar-se de dos en dos
per aconseguir un nivell mínim d'energia i poder estar més junt.
D'aquesta forma
s'aconsegueix que les estrelles de neutrons arribin a pesar milions
de milions de tones per centímetre cúbic (10¹⁴ gr/cm3).
Un nou estat de la
matèria ha estat anunciat l'abril de 2016, el que correspon als
fermions de Mejorana. Un nou repte per confirmar.
Publicat
a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº
199 del juliol de 2016
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada