sábado, 1 de abril de 2023
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Primun frigidum

Guillermo Guevara Pardo, Columnista, Guillermo Guevara

Guillermo Guevara Pardo

Profesor de biología vinculado a la Secretaría de Educación del Distrito, IED La Amistad, Bogotá.

Tras una noche que había sido extremadamente fría, los ciudadanos de San Petersburgo que llegaron a la catedral se encontraron con una escena de horror: ¡los tubos del órgano estaban despedazados! Tremendo daño tenía que ser obra de Satán.


En la Divina Comedia, en el último de los círculos infernales, el noveno, hay un inmenso lago de hielo llamado Cocito, enfriado por el movimiento de las grandes alas de Lucifer. ¿Era capaz el Maligno de crear la temperatura más fría posible, el primun frigidum, sobre el que se discutía desde el siglo XVII? ¡Ni de lejos! 

Tampoco fue el monarca del Pandemónium quien causó el destrozo en la catedral; las buenas almas que desconcertadas contemplaban semejante estropicio no sabían que una lámina de estaño, cuando la temperatura ambiente está por debajo de los 13 grados centígrados (°C), se vuelve frágil a causa de la reorganización de sus átomos y que, a menos 50 °C, se pulveriza. 

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Puede ser que la historia del órgano catedralicio no sea cierta, pero lo que sí es verdadero es que cuando la materia experimenta cambios cuantitativos en el valor de la temperatura se producen cambios cualitativos extraordinarios. Por ejemplo, la superconductividad y la superfluidez aparecen a las temperaturas ultrafrías alcanzadas en los laboratorios de criogenia.


El calor se explicó durante mucho tiempo por la existencia de un fluido llamado calórico, que se suponía impregnaba toda la materia y era el responsable de la mayor o menor temperatura de los cuerpos. Tal entelequia cayó en desgracia cuando los físicos demostraron que el calor es una forma de energía debida a la agitación de los átomos o moléculas que componen un cuerpo. Según la física clásica, en algún punto esos componentes dejan de agitarse y se hacen inmóviles, lo que significa que la temperatura no disminuye de manera indefinida. A ese punto los entendidos en el asunto lo llamaron el «cero absoluto».

William Thomson, lord Kelvin, demostró en 1848 que las moléculas de cualquier cuerpo, sin importar su estado material, perdían energía cuando la temperatura disminuía y calculó que una vez dejan de agitarse la temperatura es de menos 273 °C, el valor del cero absoluto o cero grados Kelvin (0 °K). 

Establecida su existencia, los científicos se embarcaron en una carrera por descubrir la manera de llegar hasta él, cómo acercarse a ese frío absoluto. Según los físicos Sven Ortoli y Jean Klein, “se trata de un límite hacia el cual se puede tender, pero al que no se puede llegar”, y no se puede alcanzar porque lo prohíben las leyes de la mecánica cuántica, que rigen el comportamiento de las partículas atómicas. 

A principios del siglo XX, el físico neerlandés Heike Kamerlingh Onnes, en el Laboratorio Criogénico de Leyden, logró medir una temperatura de 1,82 °K por encima del cero absoluto licuando hielo. Tras la hazaña, Onnes se interesó en el estudio del comportamiento de los electrones en materiales que se pusieran en las entrañas superfrías del helio líquido; en 1910 encargó de esa investigación a Gilles Holst, uno de sus jóvenes alumnos. 


El novel físico se aplicó juiciosamente a experimentar con hilos de platino, oro y mercurio y, en 1911, observó el extraño comportamiento de la electricidad cerca del cero absoluto: fluía a través de los hilos metálicos como si no hubiera obstáculo alguno. Holst estaba desconcertado; incluso, pensó que las mediciones eran erróneas y le expresó sus inquietudes a Onnes, quien repitió los experimentos y comprobó que todo era correcto. Se había descubierto la superconductividad; el maestro se apropió del hallazgo y no le dio ningún crédito a su alumno. Aburrido, Holst abandonó el laboratorio de Leyden y se fue a trabajar con un rico fabricante de bombillas eléctricas. El nuevo patrón se apedillaba Phillips.   

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Distintos grupos en diferentes partes del mundo se han venido acercando poco a poco al Cocito cuántico. Cuando la materia se somete a temperaturas cercanas al cero absoluto muestra comportamientos muy interesantes que no se ven en la vida diaria: el helio se licúa (no se solidifica, como se esperaría), pierde toda su viscosidad, se hace superfluido y, cual fantasma decimonónico, atraviesa las paredes del recipiente que lo contiene o trepa por ellas hasta el borde y desciende por las mismas sin que nada lo detenga; algunos metales se hacen superconductores, permitiendo que la corriente eléctrica fluya a través de ellos sin ninguna resistencia, sin pérdida de calor, como si viajara por una avenida atómica completamente despejada. 

El último paso para estar más cerca de los 0 °K lo acaban de dar científicos de las Universidades de Rice (Estados Unidos) y de Kioto (Japón), quienes, trabajando con átomos de iterbio (Yb) y poderosos láseres, obtuvieron una temperatura de una milmillonésima de grado por encima del cero absoluto. La temperatura alcanzada es 3 mil millones de veces más fría que la del espacio profundo. Tal logro abre las puertas para desarrollar materiales con propiedades por ahora desconocidas. Además, podría ser una de las vías que conduzca al matrimonio definitivo entre la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, que hasta ahora ningún palabrero de la ciencia ha logrado concretar.

Mientras otros países se afanan para que sus científicos investiguen los efectos del frío en la materia y obtener de allí importantes aplicaciones técnicas, en el nuestro se pregona avanzar en la sociedad del conocimiento y poner la ciencia como pilar de toda decisión. Sin embargo, lo que se ve es otra cosa: el presupuesto para hacer ciencia disminuye, el Ministerio de Ciencia y Tecnología ni suena ni truena, se desaprovecha el conocimiento de los mejor capacitados, se profundiza la desindustrialización, el agro sigue en decadencia a causa de los nefastos TLC y de la Casa de Nariño lo único que sale es el humo de la demagogia.


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