El condensado de Bose-Einstein — IV

En esta entrega sobre el condensado de Bose-Einstein vamos, por fin, a explicar qué es dicho condensado.  Usaremos conceptos que hemos introducido en las tres entradas anteriores:

El condensado de Bose-Einstein — I  Se introduce el concepto de longitud de onda asociada a una partícula siguiendo las ideas de de Broglie y se discute el propio concepto de partícula.  Es interesante ver cómo depende esta longitud de onda con la temperatura cuando estamos hablando de gases.

El condensado de Bose-Einstein — II   Aquí nos paramos a entender el principio (teorema) de indeterminación de Heisenberg y su relación la longitud de onda asociada a una partícula cuántica.

El condensado de Bose-Einstein — III  En esta entrada discutimos el espín y su principal consecuencia, la clasificación de las partículas en fermiones y bosones.

Con todos estos ingredientes ya estamos en disposición de cocinar un condensado de Bose-Einstein.

El condensado de Bose-Einstein — II

Continuamos con la presentación del condensado de Bose-Einstein que empezamos en la entrada anterior:

El condensado de Bose-Einstein — I

En ella hablamos del tamaño de las partículas y presentamos la longitud de onda asociada, la longitud de de Broglie.

En esta entrada nos ocuparemos del principio de indeterminación presentando sus características más fundamentales y más importantes en el tema que nos ocupa. ¿Vamos?

El condensado de Bose-Einstein — I

Gas, líquido, sólido, esos son los estados comunes de la materia.  Una misma sustancia dependiendo de los valores de presión y temperatura adquirirá un estado u otro y tendrá diferentes propiedades al encontrarse en uno de esos estados.  Esto no es en absoluto sorprendente ya que todos tenemos evidencia directa de estas fases de los materiales y de las transiciones de una a otra.  Resumiendo mucho, si la energía disponible es más alta los constituyentes de una sustancia tendrán más libertad de movimientos y por lo tanto podrá estar en estado líquido o gaseoso.

Esa no es toda la historia, hay más fases de la materia, nuevos estados que pueden tener las sustancias.  Un ejemplo conocido es el plasma, que no es más que un gas donde los electrones (algunos) de carga negativa se han separado de los núcleos de sus átomos de carga positiva.  Esta es una mezcla neutra en la que las cargas positivas y negativas no están ligadas, es una sopa donde los ingredientes son cargas eléctricas pululando por ahí. Podemos encontrar plasmas en muchos sitios, desde los tubos fluorescentes que nos iluminan hasta las propias estrellas.

Pero ahora me gustaría hablar de otro de esos imposibles físicos que se han conseguido encontrar, el condensado de Bose-Einstein.  Un estado de la materia importante por muchos motivos, quizás el más interesante es que depende en exclusiva de propiedades cuánticas y, de hecho, es un sistema puramente cuántico aunque tenga tamaño macroscópico.  Vamos a intentar mostrar por qué fue considerado un imposible, un poco de su historia y la física que encierra. Vamos con la primera entrega.

El controvertido efecto Casimir

Hendrik Casimir

 Vamos a tratar de explicar en varias entradas qué es el efecto Casimir. Este es un efecto muy interesante pero tiene varios problemas.

En estas entrada queremos hacer lo siguiente:

– Explicar a un nivel muy básico el mencionado efecto.  Para ello introduciremos ciertas aproximaciones pero intentando preservar en todo momento la esencia del fenómeno.

–  Indicar cuáles son las aproximaciones introducidas y explicar cómo se podría extender esta discusión a casos más «formales».

–  Puntualizar lo que no implica el efecto Casimir.  Este efecto ha dado mucho que hablar y ha suscitado algunos malentendidos.

El desplazamiento al rojo NO ES DEBIDO a la velocidad de las galaxias

En esta entrada intentaremos explicar por qué este desplazamiento al rojo no puede ser asociado a una velocidad «real» de las galaxias alejándose unas respecto de otras porque tienen un movimiento que da lugar a ese efecto. Además introduciremos en primer lugar la definición de desplazamiento al rojo.

El punto que discutimos aquí ha de quedar claro para poder entender bien las siguientes entradas donde hablaremos de velocidades de recesión de las galaxias en determinados momentos de la discusión para llegar a algunas expresiones de interés cosmológico.