Ball, Phillip. Masa critica. Cambio, caos y complejidad

EL G R A N K A BÜOM
sión y la densidad críticas se pueden calcular, según la teoría de Van der
Waals, a partir de las características individuales de las partículas: su
tamaño y el alcance y potencia de sus fuerzas de atracción.
Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) era director del Laboratorio de
Física de Leiden, donde trabajaba Van der Waals. Empezó a interesarse
por el principio de los estados correspondientes por razones prácticas:
permite predecir el comportamiento de los fluidos muy por debajo del
punto crítico, a partir del conocimiento de las propiedades críticas (la
temperatura, la densidad y la presión críticas). Escalando la “curva maestra”
según estas cantidades, se pueden deducir las relaciones entre presión,
temperatura y densidad para todo el registro en el que el estado
líquido permanece estable. A Kamerlingh Onnes le interesaba saber
cuánto podían enfriarse algunos gases antes de licuarse.
El helio era especialmente resistente a la licuefacción y, a principios
del siglo xx, con las técnicas criogénicas existentes no se podían conseguir
temperaturas lo suficientemente bajas para condensarlo. De forma
experimental, adecuando a las ecuaciones de Van der Waals el comportamiento
observado del helio con temperaturas que sobrepasaban su
punto crítico, Kamerlingh Onnes predijo que tendría que llegar a los 5
o 6°C por encima del cero absoluto para convertirse en líquido. El cálculo
es muy estimable: en realidad, el helio no se condensa hasta alcanzar
los 4,2°C por encima del cero absoluto a la presión atmosférica, una
temperatura que Kamerlingh Onnes logró finalmente en 1908.
Cuando dispuso de helio líquido, Kamerlingh Onnes pudo utilizarlo
como fluido refrigerante para investigar cómo se comportan otras sustancias
en temperaturas tan extremas. Los físicos de la época sospechaban
que, como las vibraciones que el calor inducía en los átomos de los
metales perturban el flujo de corriente eléctrica que los atraviesa, los
metales podrían ser mejores conductores a temperaturas muy bajas y
sil liaron la conductividad “perfecta” (sin resistencia) en el cero absoluto.
Sin embargo, cuando en 1911 Kamerlingh Onnes quiso comprobar
lo que sucedía al enfriar el mercurio, se llevó una gran sorpresa. La
resistencia eléctrica del mercurio no descendía suavemente a medida que
bajaba la temperatura: caía bruscamente a cero en torno al punto de ebullición
del helio. En ese punto, el mercurio se convierte en un superconductor,
capaz de transmitir una corriente a la que no se opone
resistencia eléctrica alguna.
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