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ciencia

La metaestabilidad

Escrito por Enunlugarenelcosmos 14-03-2016 en ciencia. Comentarios (0)

La metaestabilidad es la propiedad que un sistema con varios estados de equilibrio, tiene de exhibir, durante un considerable período de tiempo, un estado de equilibrio débilmente estable. Sin embargo, bajo la acción de perturbaciones externas (a veces no fácilmente detectables) dichos sistemas exhiben una evolución temporal hacia un estado de equilibrio fuertemente estable. Normalmente la metaestabilidad es debida a transformaciones de estado lentas.
Si representamos un sistema físico-químico por su energía potencial, un estado metaestable estará caracterizado por un estado que corresponde a un mínimo local de energía. Para que el sistema pueda alcanzar el estado de energía mínima que corresponde al estado de equilibrio termodinámico, es necesario suministrarle una cantidad de energía llamada energía de activación.
En física, un estado metaestable es un estado que es un mínimo local de energía, que no es totalmente estable bajo perturbaciones del sistema por encima de cierta magnitud.
El agua en sobrefusión. Las gotas de agua pura en suspensión en un aire también muy puro no se congelan a los 0 °C, sino que siguen en estado líquido hasta alcanzar los - 39 °C. Este estado de sobrefusión cesa bruscamente cuando la gota entra en contacto con un cuerpo externo (como un cristal de hielo).
Para un isótopo radioactivo, el estado de inestabilidad está caracterizado por el período radiactivo de desintegración, más o menos largo (abarcando desde minutos hasta varios siglos e incluso millones de años).
En física atómica, un nivel metaestable es aquel en el que un electrón excitado permanece débilmente estable mucho más tiempo antes de decaer a un nivel inferior de energía. La permanencia del electrón en este nivel está determinada por el coeficiente de Einstein (beta^2) para este nivel. Cuanto mayor sea beta^2, mayor será la permanencia del electrón en este estado.
Todos los estados energéticos de un electrón en una molécula o átomo, por encima del estado fundamental son metaestables. Todos ellos son estados de equilibrio, como prueba el hecho de que sean estados estacionarios del hamiltoniano del modelo atómico de Schrödinger. Sin embargo, cuando un electrón está en un estado excitado (uno de energía no mínima), y existe algún estado inferior desocupado, las propias perturbaciones del campo electromagnético asociado al electrón hace que este decaiga a un estado de energía inferior emitiendo un fotón.
Imagen 1 un sistema metaestable con un estado débilmente estable 1, un estado inestable de transición 2 y un estado fuertemente estable 3.
Imagen 2 modelo atómico de Schrödinger.

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Los strangelets

Escrito por Enunlugarenelcosmos 14-03-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Los strangelets son pequeños fragmentos de materia extraña. Solo existirían si la "hipótesis de la materia extraña" es correcta, en cuyo caso son el verdadero estado fundamental de la materia, y los núcleos son solamente estados metaestables con una duración muy larga. El término strangelet, hiperdiminutivo de la palabra inglesa strange (extraño), se origina con E. Farhi y R.L. Jaffe.
Un strangelet es un objeto o estado hipotético de la materia nuclear extraña constituido por un conglomerado de 2 (doblete) ó 3 (triplete) quarks extraños. En condiciones normales, el quark s (quark extraño) sometido a la interacción nuclear débil se desintegra en quarks u ("quark arriba") y d ("quark abajo").
En condiciones especiales (un plasma de quarks), se podría dar una reacción inversa y los quarks u y quarks d se podrían fusionar para dar lugar a quarks s, de modo que el objeto resultante de tales reacciones no es ya solo quarks sino "materia extraña" (strange matter); extraña en el sentido de que está basada en quarks s, o sea, quarks extraños que constituyen "strangelets". Las dimensiones de los strangelets estarían en la escala de los femtómetros.
También se supone que las estrellas de quarks pudieran poseer apreciables cantidades de estas partículas hipotéticas.
La materia extraña podría asimismo ser uno de los componentes de las estrellas de neutrones, en el interior de las cuales la presión de la gravedad es muy intensa.
En mayo de 2003, un grupo de investigadores en la Southern Methodist University lanzaron la hipótesis de que la materia extraña haya sido responsable de dos acontecimientos sísmicos registrados el 22 de octubre y el 24 de noviembre de 1993; propusieron que dos strangelets de masa desconocida, moviéndose a aproximadamente 300 km/h, habían atravesado la Tierra creando ondas de choque sísmicas a lo largo de su camino. Los miembros de este grupo eran Vidgor Teplitz, Eugene Herrin, David Anderson e Ileana Tibuleac. Estos autores más tarde se retractaron, después de encontrar que el reloj de una de las estaciones sísmicas tuvo un gran error durante el periodo relevante.
Se espera que el Sistema Internacional de Monitorización (IMS por sus siglas en inglés), que se está creando para verificar el Tratado de Prohibición de Ensayos Comprensivos Nucleares (CTBT), pueda resultar útil como una suerte de "observatorio de strangelets" utilizando el planeta entero como detector; el IMS será diseñado para detectar alteraciones sísmicas de hasta 1 kilotón o incluso menos, y sería capaz de rastrear un strangelet atravesando la Tierra en tiempo real si se lo aprovecha bien. Otro ingenio que pudiera producir y detectar strangelets sería el Gran Colisionador de Hadrones.

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El cero absoluto

Escrito por Enunlugarenelcosmos 14-03-2016 en ciencia. Comentarios (0)

El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible. A esta temperatura el nivel de energía interna del sistema es el más bajo posible, por lo que las partículas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento; no obstante, según la mecánica cuántica, el cero absoluto debe tener una energía residual, llamada energía de punto cero, para poder así cumplir el principio de indeterminación de Heisenberg. El cero absoluto sirve de punto de partida tanto para la escala de Kelvin como para la escala de Rankine.
Así, 0 K (o lo que es lo mismo, 0 R) corresponden, aproximadamente, a la temperatura de −273,15 °C o −459,67 °F.
Según la tercera ley de la termodinámica, el cero absoluto es un límite inalcanzable. La mayor cámara frigorífica actual sólo alcanza los -273,144 °C. La razón de ello es que las moléculas de la cámara, al llegar a esa temperatura, no tienen energía suficiente para hacer que ésta descienda aún más.

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WISE J085510.83-071442.5

Escrito por Enunlugarenelcosmos 11-03-2016 en ciencia. Comentarios (0)

A solo 7,2 años luz de distancia se encuentra la estrella más fría jamás descubierta en el Universo. Su temperatura es incluso más gélida que la del Polo Norte. La enana marrón, la más fría de su especie, recibe la denominación WISE J085510.83-071442.5 y su temperatura oscila entre los 48 y los 13 grados bajo cero. Las anteriores enanas marrones más frías descubiertas hasta ahora jamás habían bajado de la temperatura ambiente.

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Temperatura de Curie

Escrito por Enunlugarenelcosmos 11-03-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Se denomina temperatura de Curie (en ocasiones punto de Curie) a la temperatura por encima de la cual un cuerpo ferromagnético pierde su magnetismo, comportándose como un material puramente paramagnético. Esta temperatura característica lleva el nombre del físico francés Pierre Curie, que la descubrió en 1895.
Pierre Curie descubrió, junto a su hermano Jacques, el efecto piezoeléctrico en cristales, estableciendo que la susceptibilidad magnética de las sustancias paramagnéticas depende del inverso de la temperatura, es decir, que las propiedades magnéticas cambian en función de la temperatura. En todos los ferromagnetos encontró un descenso de la magnetización hasta que la temperatura llegaba a un valor crítico, llamada temperatura de Curie (Tc), donde la magnetización se hace igual a cero; por encima de la temperatura de Curie, los ferromagnetos se comportan como sustancias paramagnéticas.

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