LITERATURA ASTRONOMIA GEOLOGIA - Revista eureka

QUÍMICA
A temperatures properes a 0 graus Kelvin, la matèria
presenta propietats inusuals, com ara la superconductivitat,
la superfluïdesa i la condensació de Bose-Einstein.
Els materials superconductors no presenten resistència
al pas de corrent elèctric quan són refredats per
sota d’una temperatura determinada. Així per exemple,
a 4 graus Kelvin (-269ºC) el mercuri se solidifica i pot
conduir el corrent elèctric sense oferir cap mena de resistència.
Per la seva banda, l’heli conegut com a heli
4 (la seva massa atòmica és de 4) presenta un estat de
superfluïdesa a temperatures per sota de –270,98ºC, de
manera que forma una pel·lícula sobre la superfície dels
Els científics Cornell i Weiman.
recipients per on hi flueix sense resistència. És a dir,
es comporta com si tingués una viscositat nul·la. L’any
2001 els científics Cornell i Weiman van rebre ex-aequo
el premi Nobel de Física amb Ketterle pel seus estudis
sobre els condensats de Bose-Einstein, tipificats com
un nou estat d’agregació de la matèria que presenten
certs materials a temperatures molt baixes. De fet, tant
els superconductors com els superfluïds són exemples
d’aquests condensats.
A B
El 14 de juliol de 1995 la revista
Science publicava una fita extraordinària:
els científics Cornell i
Weiman havien refredat una petita
mostra d’àtoms fins a només 20
mil·lèmises de milionèsima de
grau (0,000.000.02) sobre el zero
absolut. És el que necessitaven
per poder observar un nou estat
d’agregació de la matèria predit
unes dècades abans per Albert
Einstein i el físic indi Satyendra
Nath Bose: el condensat de Bose-
Einstein. Refredant àtoms de rubidi
fins a tals temperatures van
provocar que condensessin en un
únic “superàtom” que es comportava
com una entitat individual.Per
aquesta fita van guanyar el Premi
Nobel de Química l’any 2001.
Si vols saber més visita
www.portaleureka.com!
Criòstat en un centre
de recerca finlandès
(Laboratori de Baixes
Temperatures).
A temperatures normals, els àtoms se solen trobar distribuïts
en nivells d’energia (nivells quàntics) diferents,
com esquematitza la figura A. A prop del zero absolut
de temperatura, el qual representa l’estat de menor energia
possible, alguns tipus d’àtoms (els del mercuri, per
exemple) es troben tots en els nivells d’energia mínims
(figura B). De fet allò més interessant és que tots es troben
en el mateix nivell d’energia (el mateix nivell quàntic).
En aquesta situació, comencen a fer quelcom similar
a fusionar-se, tots els àtoms perden la seva individualitat
i ocupen de sobte el mateix lloc. Podríem dir que els
àtoms “condensen” en el nivell d’energia mínim. Aquest
sorprenent fet, difícil d’entendre segons la nostra manera
de percebre l’espai i la matèria, és el que dóna propietats
especials als condensats de Bose-Einstein.
Els criòstats són sofisticats
aparells que permeten arribar
a temperatures pròximes al
zero absolut. Estan extremadament
ben aïllats de l’exterior i
n’existeixen diferents models
al mercat en funció del rang
de temperatures que es pretén
assolir. Si es vol treballar a
temperatures no inferiors a 0,7
graus Kelvin, es poden fer servir
criòstats que utilitzin heli
líquid. Per assolir temperatures
per sota de 0,7 graus Kelvin,
aleshores no n’hi ha prou
amb l’heli líquid i calen camps
magnètics. En qualsevol cas,
podeu imaginar-vos que mesurar
valors de temperatura propers
al zero absolut no és gens
fàcil i els termòmetres que
s’utilitzen no tenen res a veure
amb els convencionals. La
criogènia té aplicacions molt
interessants i útils, com ara
el seu ús terapèutic en casos
de Parkinson. Mitjançant una
sonda criogènica es congela
de forma selectiva el teixit del
cervell afectat per la malaltia a
fi de destruir-lo. Així mateix,
l’ús de la criogènia en operacions
de cataractes ha obert noves
possibilitats de cura.
Eva Pellicer
doctora en Química
0 E u r e k a
E u r e k a 1