Qué es exactamente un supersólido

“Ya me lo decía mi mamá,” la supersolidez debe ser cosa de superhéroes de los 1930 (tras la Gran Depresión). Hoy, tras la Gran Recesión todavía no lo tengo claro. ¿Qué es la supersolidez?

Alguna vez he hablado con especialistas sobre qué es un supersólido. Dependiendo de con quien hables te lo define de una forma u otra. Todo el mundo tiene claro lo que es un superfluido. Pero parece que no está del todo claro cuando un superfluido bajo presión se convierte en un supersólido. ¿Por qué no está claro cuando un sólido bajo ciertas circunstancias se vuelve supersólido? Fenomenológicamente, un superfluido se comporta como si estuviera formado por dos fluidos, uno convencional y el otro “estrictamente” superfluido (teoría de Landau). Un supersólido está formado por dos sólidos, uno convencional (sólido) y el otro similar a un superfluido. Yo, la verdad, sigo sin enterarme muy bien. Seré torpe.

Suena bien “supersólido.” Hoy por hoy, un artículo técnico será leído en función de los “palabros” que aparecen en su título (y en su resumen o abstract). ¡Qué cantidad de artículos se perderán en la “marabunta” sólo porque su autor no domina el “marketing” del título! Me lo decía un buen amigo, gran “ingeniero del título.” Dedícale tiempo al título. Piensa bien los “palabros.” ¿Tú leerías un artículo técnico titulado así? Si ni siquiera tú lo leerías, ¿cómo pretendes que los demás lo hagan? El arte de la ingeniería del título. El arte de la ingeniería del nombre. Los mejores entre mis amigos que se dedican al arte del marketing (publicidad en prensa y radio) son filólogos. Por qué será que una frase que “casi” podría entender un romano nos evoca recuerdos ancestrales y nos acaba “llegando.” Cobran por su trabajo. No les puedo pedir que trabajen gratis para mí. ¡Increíble los matices que tiene el español! Ellos no dominan los matices del inglés. ¡Cómo pedirles que dominen los matices del inglés técnico!

No me considero un ignorante. He leído muchos artículos en cuyo título aparece el palabro “supersólido.” Sin embargo, si mi abuela me pregunta qué es un supersólido, todavía no sé que contestarle. Debo ser un ignorante. “Maestro de liendres, de todo sabe, de nada entiende.” Tampoco me lo aclara el artículo de John Saunders, “Glassy State of Supersolid Helium,” Science 324: 601-602, 1 May 2009 . Si no me lo aclara a mí, tampoco lo hará a tí. Si ya sabes lo que es un supersólido y te atreves a explicárselo a tu abuela con éxito, podrías aclarárnoslo a los demás en los comentarios. Al grano.

Un superfluido (como el helio a baja temperatura) puede fluir por un conducto (tubo) sin resistencia. ¿Por qué? Todos los átomos del superfluido se encuentran en el mismo estado cuántico (estado de Bose-Einstein). Lo que genere resistencia para uno de ellos debe ser capaz de generar resistencia para todos ellos a la vez. Valga el símil “exótico.” Un camión trailer de transporte de Seat Panda. Un Seat Panda chocará contra un Mercedes y quedará hecho un acordeón (una vez ví un ejemplo). Un camión trailer con 8 Seat Panda a bordo chocará contra un Mercedes y ni se enterará de que ha pasado algo. Fluye sin resistencia. Lo que para un Seat Panda es un barrera pero un trailer es nimio.

¿Qué pasa cuando un fluido se pone en rotación lenta? Unos átomos sienten la rotación antes que otros y los átomos del fluido empiezan a rotar gradualmente. ¿Qué pasa cuando un superfluido se pone en rotación? Todos los átomos forman un único estado cuántico luego todos se ponen a rotar simultáneamente. ¿Qué pasa con un supersólido? El isótopo helio-4 a muy baja temperatura (decenas de milikelvins) es el arquetipo del comportamiento de un supersólido. Ante rotaciones ultralentas, muestra exactamente el comportamiento esperado para un supersólido (el mismo que para un superfluido): todos los átomos se mueven se mueven de forma “coherente” como si estuvieran exactamente en el mismo estado cuántico. El supersólido se comporta como un sólido convencional y como un superfluido. ¿Es el helio-4 es un supersólido “ideal”? Yo lo creía así, pero no. Para el helio-4 sólido cristalino todo está claro, pero qué pasa para el helio-4 sólido amorfo. ¿Amorfo? La confusión vuelve a aparecer. Se comporta como un sólido y como un supersólido, pero un supersólido “especial.” Cómo llamarle. Supersólido supercristalino (superglass supersolid). ¡Toma esa! Uno que no entendía lo que es un supersólido ahora tiene que entender que hay varios tipos de supersólidos. No puedo explicar lo que no tengo claro. Bueno, para los que lo tengan más claro que yo, el artículo técnico es B. Hunt et al., “Evidence for a Superglass State in Solid 4He,” Science 324: 632-636, 1 May 2009 .

¿Cómo entender la supersolidez del helio-4? Quizás los teóricos nos puedan aclarar algo. Uno de los grandes especialistas es Philip W. Anderson (en superconductividad de alta temperatura, superfluidez y supersolidez, o eso dicen). En el mismo número de Science publica un artículo que debería aclarárnoslo todo, “A Gross-Pitaevskii Treatment for Supersolid Helium,” Science 324: 631-632, 1 May 2009 . Debería, pero no sé como decíroslo, a mí, cuando escribo esto, no me aclara nada.

La idea de Anderson es que en un sólido cristalino a baja temperatura (menos de 50 mK (miliKelvin) para el helio 4) presenta un gas ralo de bosones formado por las vacantes en el sólido (los huecos en la estructura cristalina formados por átomos que, por ejemplo, se han evaporado). Este gas de vacantes, a baja temperatura, se comporta como un estado condensado de Bose-Einstein, es decir, como un superfluido. La estructura cristlina del sólido representa la componente “sólida” del supersólido y el flujo de las vacantes en el sólido es el que genera la superfluidez propia de un supersólido.

Flujo sin fricción de átomos en helio sólido (helio supersólido). (C) Gunter Wagner http://www.ikz-berlin.de/
Flujo sin fricción de átomos en helio sólido (helio supersólido). (C) Gunter Wagner http://www.ikz-berlin.de/

Noticia relacionada (traducción de Kanijo): “Los supersólidos vistos desde una nueva luz” [menéala en Menéame].

1 Comentario

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paulinapaulina

entonces si no tiene nadie claro un supersolido para que rayos salio el super solido solo para confundir mas…
y ponerme en problemas por que es mi tarea y no entiendo nada busco informacion y solo es confusion..

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