Se confirma la increíble existencia del "segundo sonido"

Comprender esta dinámica podría ayudar a responder preguntas sobre los superconductores de alta temperatura y las estrellas de neutrones

(Agencia)

En el mundo de los materiales cotidianos, el calor tiende a propagarse desde una fuente localizada. Si se coloca un carbón encendido en una olla con agua, la temperatura del líquido aumentará lentamente antes de disiparse. Pero el mundo está lleno de materiales raros y exóticos que no se rigen por estas reglas térmicas.

En lugar de dispersarse como cabría esperar, estos gases cuánticos superfluidos «desplazan» el calor de un lado a otro, propagándose esencialmente como una onda . Los científicos denominan a este comportamiento el «segundo sonido» de un material (el primero es el sonido ordinario transmitido por una onda de densidad). Aunque este fenómeno ya se había observado, nunca se había fotografiado. Sin embargo, recientemente, científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) lograron capturar este movimiento de calor puro mediante el desarrollo de un nuevo método de termografía (también conocido como mapeo térmico).

Los resultados de este estudio fueron publicados en la revista Science, y en un comunicado de prensa de la universidad que destaca el logro, el profesor adjunto y coautor del MIT, Richard Fletcher, continuó con la analogía de la olla hirviendo para describir la extrañeza inherente del «segundo sonido» en estos superfluidos exóticos.

Para capturar finalmente este segundo sonido en acción, Zweierlein y su equipo tuvieron que pensar más allá de los límites térmicos habituales, ya que rastrear el calor de un objeto ultrafrío presenta un gran problema: no emite la radiación infrarroja habitual. Por ello, científicos del MIT diseñaron una forma de aprovechar las radiofrecuencias para rastrear ciertas partículas subatómicas conocidas como «fermiones de litio-6», que pueden capturarse mediante diferentes frecuencias en relación con su temperatura (es decir, temperaturas más altas implican frecuencias más altas, y viceversa). Esta novedosa técnica permitió a los investigadores concentrarse esencialmente en las frecuencias «más calientes» (que aún eran mucho más frías) y rastrear la segunda onda resultante a lo largo del tiempo.

Esto podría parecer un gran «¿y qué?». Después de todo, ¿cuándo fue la última vez que tuviste un encuentro cercano con un gas cuántico superfluido? Pero pregúntale a un científico de materiales o a un astrónomo, y obtendrás una respuesta completamente diferente.

Aunque los superfluidos exóticos pueden no llenar nuestras vidas (todavía), comprender las propiedades del movimiento de la segunda onda podría ayudar a responder preguntas relacionadas con los superconductores de alta temperatura (de nuevo, todavía a temperaturas muy bajas) o la física desordenada que se encuentra en el corazón de las estrellas de neutrones.