Sobre la oscuridad y la Teoría del Vacío Superfluido I.

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Hace un rato me ha pasado una cosa extraña, normalmente, cuando voy a la cocina de noche, por el pasillo no se ve nada, y enciendo la pantalla del tablet o el móvil para poder ver, al ser un pasillo cerrado, se ilumina perféctamente. Pero hoy, al hacerlo, la luz apenas llegaba a un metro y medio de distancia, ha sido algo extraño de ver, y es una sensación muy rara porque no hay una explicación para ello, o al menos yo no la tengo. La oscuridad, según se dice, es la ausencia de luz (luz visible y su espectro no visible para el ojo humano), por lo que la más mínima luz es capaz de rasgarla. Sólo se da una oscuridad total en dos fenómenos, en Cero Absoluto cuando los fotones se detienen faltos de energía, o en las proximidades de un agujero negro donde la gravedad atrae a la luz. He bromeado sobre ello en Twitter y luego me ha dado por preguntarme si la oscuridad, en realidad, no es una forma de vacío, buscando un poco he encontrado una teoría interesante, pero para entenderla primero vamos a hablar del 0 K.

El cero absoluto (0 K) (−273,15 °C) es teóricamente la temperatura más baja que existe, aquí, las partículas carecen de movimiento/vibraciones y dejan de regirse por la mecánica clásica. Sin embargo, la mecánica cuántica determina que debe existir una energía residual, llamada energía de punto cero para poder cumplir así el principio de incertidumbre. Este principio del que habréis oído hablar, también es conocido como Relación de indeterminación de Heisenberg, voy a intentar explicarlo de manera sencilla, pues es algo complicado:

Una bailarina tiene una audición y le pide a su pareja que vaya a apoyarla, el hecho de que su pareja vaya y la observe hará que la bailarina cambie forzadamente su forma de bailar delante de todo el mundo, ya que se esforzará más al tener apoyo, ¿Pero bailaría igual si su pareja no hubiese ido?

Hasta aquí es fácil, pero el Principio de Incertidumbre nos dice que si queremos medir la velocidad o cualquier otro valor de una partícula, el simple hecho de observarla cambiaría sus valores, ya que sería necesario utilizar luz para poder observarla, y los fotones de luz chocarían contra la partícula modificando su velocidad, posición, movimiento... Por lo tanto, los valores de una partícula cuando no la vemos, serían distintos a los valores de esa misma partícula cuando la estamos observando. Por eso Heisenberg lo llamó Principio de Incertidumbre, porque nunca seremos capaces de saber a ciencia cierta los valores exactos. Sigamos.

Según la tercera ley de la Termodinámica, el cero absoluto es imposible de alcanzar, ya que, en la mayor cámara frigorífica que existe (−271 °C), según se reduce la temperatura, se reduce el movimiento de partículas, reduciendo su energía y por lo tanto haciendo imposible que sigan "funcionando" para bajar más la temperatura. Con campos magnéticos se estuvo a medio nanokelvin de alcanzar el 0 K.

A esta temperatura, algunos isótopos como el helio-3 y el helio-4, alcanzan un estado de la materia conocido como "Superfluidez", donde la materia parece auto-propulsarse de forma que desafía a las fuerzas de la gravedad y de la tensión superficial. Teniendo una viscosidad igual a 0, no genera fricción, por lo que un superfluído en un circuito cerrado podría estar fluyendo interminablemente.

Os preguntaréis por qué escribo esto, y es para hablar de la Teoría del Vacío Superfluído, la cuál formula que el vacío físico, aquél que no puede tocarse, modificarse, eliminarse, etc. (resto fundamental no-suprimible), se ve en realidad como un superfluído. De momento, su estructura microscópica es prácticamente desconocida y está siendo estudiada,  se espera que esta teoría, una vez completada, sea capaz de explicar todas las interacciones fundamentales e interacciones conocidas que hay en el Universo, desde la escala microscópica hasta la escala astronómica, así como explicar todos los tipos de vacío que pueden darse.

Hablaré de esta teoría más extensamente en la próxima entrada, mientras tanto, si os interesa he actualizado al español algunas publicaciones de wikipedia  que estaban un poco escuetas sobre el tema de la superfluidez y la SVT.