Un nuevo estado de la materia puede ser sólida y líquida al mismo tiempo

El descubrimiento fue realizado por investigadores que sometieron al potasio a condiciones extremas de presión y temperatura.

Un grupo de investigadores afirma que logró comprobar que existe una nueva modalidad que combina a dos de las formas tradicionales de la materia.

Para lograrlo, sometieron al potasio a condiciones extremas, generando un estado en el que la mayoría de los átomos formaron una sólida estructura de red, mientras que un conjunto de átomos permaneció líquido.

Andreas Hermann, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Edimburgo (Escocia, Reino Unido), quien lideró el estudio, afirmó: «El potasio es uno de los metales más simples que conocemos, pero si lo aprietas, forma estructuras muy complicadas. Hemos demostrado que este estado inusual pero estable es en parte sólido y en parte líquido». Luego, explicó que «recrear este estado inusual en otros materiales podría tener otro tipo de aplicaciones».

De acuerdo con sus estimaciones, más de media docena de elementos, como el bismuto o el sodio, podrían replicar este nuevo estado. Sin embargo, aún no está claro si el descubrimiento muestra un estado diferente de la materia o si se trata de una transición entre dos diferentes.

El procedimiento

Para desarrollar el estudio, los científicos realizaron simulaciones por computadora sobre el comportamiento de hasta 20.000 átomos de potasio en condiciones extremas, como una presión entre 20.000 y 40.000 veces superior a la atmosférica y una temperatura de entre 126 y 526 grados centígrados.

Verificaron así que se forman dos estructuras de celosía sólidas, con fuertes interconexiones químicas, lo que implica que cuando la estructura se calienta, los átomos pueden permanecer sólidos, mientras que otros se funden en estado líquido.

«De alguna manera, esos átomos de potasio deciden dividirse en dos subceldas vinculadas», concluyó Hermann.

Es Interesante

Realizan por primera vez un experimento cuántico que socava la objetividad de lo que se tiene por real

La creación experimental de dos realidades irreconciliables y al mismo tiempo verdaderas echa por tierra la conjetura fundamental de la teoría del conocimiento.

Por primera vez, un equipo de científicos logró materializar el llamado ‘Amigo de Wigner’, experimento mental de la física cuántica que afirma la imposibilidad fundamental del conocimiento objetivo. Así se recoge en un artículo publicado en febrero en ArXiv, archivo de prepublicaciones de estudios científicos en línea.

El experimento inicial fue propuesto en 1961 por Eugene Wigner, físico húngaro-estadounidense, como extensión de la paradoja del gato de Schrödinger. Para ello introdujo en la trama clásica, que incluía un gato y un observador, a un segundo observador que permanece fuera del laboratorio.

El gato está en una caja donde con cierta probabilidad lo puede matar algún dispositivo. Mientras nadie abra la caja y no se sepa con certeza el resultado, el gato, desde la perspectiva de la física cuántica, está en superposición, es decir, posee al mismo tiempo dos valores: “vivo” y “muerto”.

Cuando el primer observador termina con la superposición abriendo la caja, el segundo sigue ignorando el estado del gato. Lo que significa que ambos tienen dos visiones contradictorias y simultáneamente verdaderas.

El gato aquí metaforiza fotones. Desde el punto de vista de la mecánica cuántica, estos pueden polarizarse en uno de dos estados: el de partículas o el de ondas. Hasta que no hayan sido polarizados, o sea observados, están en superposición.

Utilizando seis fotones, un equipo de físicos, liderado por Massimiliano Proietti, creó dos realidades alternativas: en la primera se registraban los fotones en una de sus polarizaciones, y la segunda determinaba la superposición.

Dos resultados irreconciliables socavan la conjetura fundamental de la teoría del conocimiento, expuesta en el sumario del artículo: “El método científico se basa en hechos, establecidos a través de mediciones repetidas y acordadas universalmente, independientemente de quien los observe”.

“Una manera de acomodar nuestro resultado consiste en proclamar que ‘los hechos del mundo’ sólo pueden ser establecidos por un observador privilegiado (…) Otra opción es renunciar por completo a la independencia del observador, considerando los hechos únicamente en relación con los observadores (…) Esta opción, sin embargo, requiere que aceptemos la posibilidad de que diferentes observadores estén en desacuerdo irreconciliable sobre lo que ocurrió en un experimento”, concluyen los investigadores.