Revelan qué se siente al tocar un superfluido cuántico, una incógnita que tiene 100 años

Un grupo de investigadores de instituciones científicas de Reino Unido y Rusia comprobó por primera vez qué se siente al tocar un superfluido cuántico, luego de sumergir una sonda especial en un isótopo de helio enfriado a muy bajas temperaturas, informó este jueves la Universidad británica de Lancaster.

Otorgan el Premio Nobel de Química a los responsables del "descubrimiento y la síntesis de puntos cuánticos"

La superfluidez es una característica que presenta una sustancia con viscosidad nula, en consecuencia, puede fluir sin perder energía cinética. Este fenómeno fue descubierto originalmente en 1937 por el físico soviético Piotr Kapitza. Posteriormente, el físico Lev Landau desarrolló la teoría de la superfluidez.

Se tiene documentado que este fenómeno se produce en dos isótopos del helio (helio-3 y helio-4) cuando se enfrían por encima del cero absoluto (-273,15 grados centígrados). Una vez que se alcanza esta temperatura, hay un cese de la actividad térmica de los átomos y comienzan a producirse efectos inusuales. Uno de los efectos que se pueden observar es que el superfluido empieza a trepar por las paredes del recipiente que lo contiene.

Sin embargo, la comunidad científica se preguntaba qué se sentiría al tocar este sistema cuántico sin sufrir la congelación de la mano. "Nadie pudo responder a esta pregunta en los 100 años de historia de la física cuántica", indicó el investigador Samuli Autti, y señaló que su equipo había probado que "esta pregunta puede tener respuesta", aunque sea en el superfluido de helio-3.

Descubriendo la sensación de tocar un superfluido

En un estudio publicado recientemente en la revista Nature Communications, se registraron las propiedades físicas de un superfluido de helio-3 mediante un resonador del tamaño de un dedo, luego de enfriar este isótopo a una diezmilésima de grado por encima del cero absoluto con la ayuda de un refrigerador especial.

Los científicos observaron que el calor producido al agitar el resonador no afectaba al superfluido, sino que se propagaba a lo largo de la superficie bidimensional que se formó alrededor de esta sonda. Asimismo, sostuvieron que el resto del superfluido se comportaba como un vacío, completamente pasivo a la interacción con el resonador.

Ralentizan por primera vez una reacción química en 100.000 millones de veces

"Este líquido se sentiría bidimensional si se pudiera meter el dedo en él", aseveró Autti y agregó que "la mayor parte del superfluido se siente vacío, mientras que el calor fluye en un subsistema bidimensional a lo largo de los bordes de la masa; en otras palabras, a lo largo del dedo".

Para los autores de la investigación se comprobó que el superfluido de helio-3 es termodinámicamente bidimensional, a pesar de estar esencialmente en tres dimensiones. "Esto también redefine nuestra comprensión del superfluido [de helio-3]", precisó Autti, concluyendo que para un "científico, esto puede ser incluso más influyente que la práctica de la física cuántica".

En este caso, los resultados del reciente experimento pueden influir en muchos campos no directamente relacionados, como el estudio del mecanismo de Higgs, las ideas cosmológicas y los peculiares cristales del tiempo.

Si te ha gustado, ¡compártelo con tus amigos!