El condensado de Bose-Einstein — V

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Como aquí seguimos las tendencias tras la presentación de los conceptos fundamentales y de la idea que está detrás del condensado de Bose-Einstein es momento de afrontar el inevitable momento de la precuela.  En esta entrada vamos a empezar a hablar de la historia que condujo a la predicción del condensado de Bose-Einstein.  Una historia cargada de intuiciones, buenas ideas, aceptación de ideas odiadas, jugarretas entre científicos y mil y una cosas más.

Esta entrada es la continuación de las cuatro anteriores:

El condensado de Bose-Einstein — I   En esta entrada comenzamos introduciendo un concepto esencial el de longitud de onda asociada a una partícula.  Este requerimiento fue una de las expresiones de la denominada dualidad onda-partícula.

El condensado de Bose-Einstein — II  Aquí se hace una explicación del principio de indeterminación de Heisenberg y su relación con la longitud de onda asociada a una partícula.

El condensado de Bose-Einstein — III  Terminamos de introducir los elementos esenciales para entender el origen de los condensados de Bose-Einstein, el espín y la clasificación de las partículas en Bosones y Fermiones.

El condensado de Bose-Einstein — IV  Damos la imagen cualitativa del proceso que lleva a un sistema a formar un condensado de Bose-Einstein haciendo uso de los conceptos introducidos en las tres entradas previas.

En esta entrada encontraréis el primer paso en el camino que se siguió hasta proponer la existencia del condensado.  Hemos de tener en cuenta que muchos de los conceptos que hemos introducido en nuestra discusión del tema aún no se conocían en la época en la que fue predicho el fenómeno en cuestión, dichos conceptos estaban siendo desarrollados en paralelo.  Este hecho no hace más que aumentar el mito de algunos científicos que se aventuraron por caminos desconocidos que les presentaban fenómeno y hechos teóricos que se enfrentaban frontalmente con todo lo que creían y todo lo que creían saber.

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El condensado de Bose-Einstein — IV

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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.

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El condensado de Bose-Einstein — III

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Tras las entregas:

El condensado de Bose-Einstein — I  donde se introdujo el concepto de longitud de onda de de Broglie como aproximación al “tamaño” de una partícula cuántica y se discutió el significado general de partícula en este contexto

y

El condensado de Bose-Einstein — II  donde hicimos un resumen del significado y utilidad del principio (teorema) de indeterminación de Heisenberg y su relación con la longitud de onda de de Broglie.

Continuamos nuestro camino hacia la definición de los condensados de Bose-Einstein tratando el tema de bosones y fermiones.  Esta clasificación de las partículas, que ya hemos tratado varias veces en el blog, es esencial para lo que queda por venir en esta serie de entradas.

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El condensado de Bose-Einstein — II

Werner Heisenberg in 1925. He claimed after the war he had been working against Hitler.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?

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El condensado de Bose-Einstein — I

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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.

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