Los... numerosos estados de la materia

     Si tuvieras que responder seguro que dirías tres estados diferentes. Quizá, los que tenéis conocimientos de ciencia añadiríais un cuarto. Pues os estáis quedando muy cortos. En el artículo de hoy veremos qué estados de agregación de la materia se conocen hasta la fecha además de los típicos sólido, líquido y gaseoso que todos tenéis en mente. Si quieres saber cuántos estados de la materia hay o en qué consisten, sigue leyendo este artículo.

 

Los cuatro famosos

   Aquí a muy pocos les voy a descubrir nada nuevo. Comenzando por los tres estados archiconocidos: sólido, líquido y gaseoso que describiré muy brevemente:

• Estado sólido: en este estado la materia tiene una forma definida, generalmente con una estructura molecular que les proporciona dureza y resistencia a las fuerzas y presiones que se ejerzan sobre ella.
• Estado líquido: no tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.
• Estado gaseoso: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

   

Famosa esfera de gas ionizado
en estado de plasma.

Pero luego se describió un cuarto estado, un tipo de estado gaseoso conocido como estado plasma o de gas ionizado, es decir, los átomos se encuentran en estado gaseoso pero separados de sus electrones, por lo que esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes separados entre sí, por lo que es un excelente conductor.

Los que no conocías (probablemente)

En la segunda mitad de los 90's es cuando realmente vino el "bum" de nuevos estados de la materia que no han hecho sino triplicar el número de los ya conocidos, así, algunos de los estados que se conocieron con posterioridad fueron:

• Condensado de Bose-Einstein: se trata de un estado ultracongelado de la materia. En verano de 1995, científicos lograron enfriar los átomos a una temperatura 300 veces más baja de lo que se había logrado anteriormente (lo que les valió un premio Nobel). El nombre no proviene de los científicos que lo descubrieron, sino que  Nath Bose y Albert Einstein predijeron la existencia de este estado antes de fuera descubierta muchas décadas después. Realmente la utilidad de este estado aún está por descubrir.

Distribución del momento de los átomos bosónicos ultrafríos para enfriar el gas hasta la temperatura crítica del Condensado Bose-Einstein. A la derecha se ha alcanzado el Condensado Bose Einstein

• Condensado de Fermi: se trata de un estado superfluído a muy baja temperatura, estrechamente relacionado con el condensado que hemos visto en el punto anterior. La diferencia entre ellos es el tipo de partículas elementales. En este caso, las partículas que forman el condensado se conocen como fermiones (en el caso de atrás se trata el otro tipo de partículas como bosones), pero no entraré en este artículo a explicar ninguna de ellas. Hubo que esperar 4 años (hasta 1999) para descubrir este sexto estado de la materia.

• Estado superfluído: se agregó a finales del siglo XX, caracterizada por la ausencia total de viscosidad, con lo que en un circuito cerrado un elemento en este estado fluiría eternamente sin fricción a temperaturas muy bajas, cerca del cero absoluto (-273ºC).

• Estado supersólido: se ha descubierto en estudios con átomos de Helio, ya que es un gas que permite alcanzar las temperaturas más bajas conseguidas hasta ahora en un laboratorio. Se ha conseguido Helio-4 congelado que se comporta como una combinación de sólido y súperfluido. Según sus descubridores, es la primera vez que se obtiene en laboratorio un material sólido con las características de un superfluido.

    Pero la cosa no acaba aquí. Existen otros tantos estados de la materia, pero que sólo existen bajo condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o en el comienzo del universo después del Big Bang o gran explosión. Son los siguientes:

1. Materia degenerada
2. Materia fuertemente simétrica
3. Materia débilmente simétrica
4. Materia extraña o materia de quarks
5. Superfluido polaritón
6. Materia fotónica

Lo último de lo último: Estado "ojo de pollo"

    Pero aún falta un 15º estado de la materia, descubierto muy recientemente (este 2014) y por el cuál he tenido la idea de escribir este artículo. Su nombre lo dice todo: Estado ojo de pollo (o de gallina). Resulta que es un estado de la materia que hasta la fecha sólo se ha encontrado en el ojo de los pollos. ¿Qué os parece? 

 Y es que este potencial nuevo estado de la materia parece presentar características únicas en la propagación y control de las ondas de luz. La hiperuniformidad desordenada (como también se conoce a este estado) tiene características compartidas entre el cristal y un líquido a la hora de tratar los rayos de luz, mostrando orden a grandes distancias y desorden sobre pequeñas distancias. Como cristales, estos estados suprimen en gran medida las variaciones en la densidad de partículas - como en los gránulos individuales de una sustancia - a través de grandes distancias espaciales de manera que la disposición es muy uniforme. Al mismo tiempo, los sistemas de hiperuniformidad desordenada son similares a los líquidos que tienen las mismas propiedades físicas en todas las direcciones.

    Como vemos, hemos contado hasta 15 estados (y sólo he puesto los más estudiados, pero hay más) de la materia distintos, el 70% de ellos descubiertos en los últimos 20 años, por lo que no es de extrañar que sigan apareciendo nuevas y más asombrosas de reordenarse las moléculas con propiedades y características únicas. 

   Ya no puedes decir que sólo existen los 3 estados de la materia más conocidos. Es hora de abrir la mente a nuevos horizontes. 

    ¿Conocías alguno de los estados de la materia comentados en este artículo además de los 3 famosos? ¿Conoces alguno más?