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Sí. Lo que voy a contar aquí está relacionado con el tema de mi tesis. Sin embargo no me pareció un tema apropiado para el foro de divulgación. Esto es hardcore. No busquen la respuesta en Google: no está. Google no es Dios, al fin y al cabo.
El asunto que tengo en mente y que no he podido resolver ni, tras largas discusiones con expertos, hallar a nadie que lo resolviera es el siguiente.
Se sabe (yo mismo he tomado medidas y lo he visto con mis propios ojitos) que la transición superfluida del helio 3 se ve suprimida cuando el líquido se encuentra confinado dentro de un espacio comparable con su longitud de coherencia, que es, a presión de vapor saturada, de unos 70 nm. La temperatura crítica disminuye con la región de confinamiento hasta que llega un momento en que el sistema no es superfluido ni siquiera a temperatura cero.
Consideremos una vasija de helio 3 líquido. Una vasija pequeña, el helio 3 es caro (unos 120.000 euros el litro líquido). Enfriamos la vasija por debajo de la temperatura de transición a superfluido (unos 0.94 mK). Mediante una multitud de experimentos diferentes, podemos constatar que la transición ha tenido lugar.
Pero... esto no debería ocurrir, ¿verdad? Pensemos un momento. En la vida real, cuando un líquido llena un recipiente tiende a formar un menisco en los puntos de contacto. La tensión superficial, en conjunto con las fuerzas de van der Waals, hacen que el líquido forme una fina capa que sube por las paredes del contenedor. Dicha capa se hace más y más fina a medida que aumenta en altura hasta que se hace cero. La altura hasta la cual se extiende el líquido por las paredes del recipiente está relacionada con la tensión superficial y con la fuerza del potencial de van der Waals entre las partículas del substrato y las del líquido, como ya dije.
Ahora bien, la superfluidez nunca debería ocurrir en la parte del líquido donde el grosor de la capa adsorbida es menor que la longitud de coherencia del superfluido. Y de esto se sigue que la superfluidez no debería ocurrir en ninguna parte del líquido. ¿Que por qué se sigue? Muy sencillo. La transición de líquido normal a superfluido es una transición de fase continua o de segundo orden. Eso significa que viene acompañada (es consecuencia) de la ruptura de una de las simetrías del sistema. Dado que el líquido forma un "continuo", es decir, las capas finas que ascienden por las paredes forman parte del mismo líquido que ocupa la vasija completa, no puede ser que se den unas simetrías en una parte del líquido y no en otra.
Luego si hay una parte del fluido que no puede sufrir la transición de fase dicha transición sería imposible en cualquier otra parte del líquido.
Como sabemos, la experiencia nos dice otra cosa.
¿Alguna idea? Yo no he conseguido avanzar en este problema (que, por cierto, se me ocurrió a mí, se lo planteé a mi supervisor y reconoció que no sabía cómo resolver satisfactoriamente la paradoja) en los últimos 9 meses.
También se lo he comentado a algunos de mejores expertos del mundo en fluidos cuánticos (alguno de ellos premio Nobel), sin éxito. Un par de ellos me dieron respuestas que no entendí y, en consecuencia, he posteriormente olvidado. Aunque reconocieron que eran conjeturas.
Dejo esto abierto. Como es bastante informal, podemos hincharnos a decir tonterías hasta que suene alguna campana.
Que ustedes lo pasen bien.
El asunto que tengo en mente y que no he podido resolver ni, tras largas discusiones con expertos, hallar a nadie que lo resolviera es el siguiente.
Se sabe (yo mismo he tomado medidas y lo he visto con mis propios ojitos) que la transición superfluida del helio 3 se ve suprimida cuando el líquido se encuentra confinado dentro de un espacio comparable con su longitud de coherencia, que es, a presión de vapor saturada, de unos 70 nm. La temperatura crítica disminuye con la región de confinamiento hasta que llega un momento en que el sistema no es superfluido ni siquiera a temperatura cero.
Consideremos una vasija de helio 3 líquido. Una vasija pequeña, el helio 3 es caro (unos 120.000 euros el litro líquido). Enfriamos la vasija por debajo de la temperatura de transición a superfluido (unos 0.94 mK). Mediante una multitud de experimentos diferentes, podemos constatar que la transición ha tenido lugar.
Pero... esto no debería ocurrir, ¿verdad? Pensemos un momento. En la vida real, cuando un líquido llena un recipiente tiende a formar un menisco en los puntos de contacto. La tensión superficial, en conjunto con las fuerzas de van der Waals, hacen que el líquido forme una fina capa que sube por las paredes del contenedor. Dicha capa se hace más y más fina a medida que aumenta en altura hasta que se hace cero. La altura hasta la cual se extiende el líquido por las paredes del recipiente está relacionada con la tensión superficial y con la fuerza del potencial de van der Waals entre las partículas del substrato y las del líquido, como ya dije.
Ahora bien, la superfluidez nunca debería ocurrir en la parte del líquido donde el grosor de la capa adsorbida es menor que la longitud de coherencia del superfluido. Y de esto se sigue que la superfluidez no debería ocurrir en ninguna parte del líquido. ¿Que por qué se sigue? Muy sencillo. La transición de líquido normal a superfluido es una transición de fase continua o de segundo orden. Eso significa que viene acompañada (es consecuencia) de la ruptura de una de las simetrías del sistema. Dado que el líquido forma un "continuo", es decir, las capas finas que ascienden por las paredes forman parte del mismo líquido que ocupa la vasija completa, no puede ser que se den unas simetrías en una parte del líquido y no en otra.
Luego si hay una parte del fluido que no puede sufrir la transición de fase dicha transición sería imposible en cualquier otra parte del líquido.
Como sabemos, la experiencia nos dice otra cosa.
¿Alguna idea? Yo no he conseguido avanzar en este problema (que, por cierto, se me ocurrió a mí, se lo planteé a mi supervisor y reconoció que no sabía cómo resolver satisfactoriamente la paradoja) en los últimos 9 meses.
También se lo he comentado a algunos de mejores expertos del mundo en fluidos cuánticos (alguno de ellos premio Nobel), sin éxito. Un par de ellos me dieron respuestas que no entendí y, en consecuencia, he posteriormente olvidado. Aunque reconocieron que eran conjeturas.
Dejo esto abierto. Como es bastante informal, podemos hincharnos a decir tonterías hasta que suene alguna campana.
Que ustedes lo pasen bien.
en un periodo de tiempo corto existe una cierta probabilidad de que el cambio de estado no se de. Sería análogo a la no-desintegración de un núcleo radiactivo en un intervalo de tiempo corto comparado con su vida media.
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