Los estados de agregación de la materia

La materia del universo se encuentra sometida bajo unas condiciones naturales. Según la temperatura, presión o volumen a la que se vea sometida podemos encontrar dicha materia en diversos estados de agregación. Toda materia está constituida a partir de átomos y moléculas. Estas partículas poseen energía por lo que se encuentran en movimiento continuo. Esa energía cinética la percibimos como temperatura. Mientras más energía posea la materia mayor será el movimiento molecular y a su vez mayor temperatura percibiremos.

Los cambios de estado se producen debido a la transformación energética. El primer estado de la materia es el sólido. Se forma cuando la fuerza de atracción de las moléculas es mayor que las de repulsión. Las moléculas se quedan fijas y el movimiento energético se queda limitado a vibración despreciable. A medida de que la temperatura aumente, la vibración será mayor.

El siguiente estado es el líquido. La materia se forma en este estado cuando la temperatura rompe la fijación de las moléculas en estado sólido. Aunque las moléculas pueden moverse se mantienen cerca cómo en la estructura sólida. Los líquidos poseen una forma indefinida ya que pueden adecuarse a su contenedor, pero tienen su volumen definido. Esto no ocurre con el tercer estado de agregación, el gaseoso. La materia en estado gaseoso podemos comprimirla modificando su densidad. El movimiento de las moléculas es mayor que el de atracción entre ellas, por lo que se mueven a cualquier dirección ocupando todo el espacio disponible.

Estos tres estados son los más básicos y los que normalmente podemos encontrar en nuestro planeta. Se conocen 2 estados más: el plasma y el condensado de Bose-Einstein. Los plasmas son unos gases ionizados de temperatura muy elevada. Debido a la alta temperatura dónde se forman los plasmas las moléculas se separan y únicamente existen átomos invididuales. A causa de la gran energía que poseen los plasmas los electrones exteriores se separan violentamente de los átomos formando un gas de iones altamente cargados. La mayor parte del universo visible se encuentra en estado de plasma. Algunos ejemplos de materia en estado de plasma son las estrellas (por ejemplo el Sol), el fuego, los tubos fluorescentes, la aurora boreal, ...

Hemos visto que a medida de que la temperatura de la materia aumente el movimiento de las moléculas es mayor, y a la inversa ocurre exactamente lo mismo. Existe un mínimo, el cero absoluto (0 Kelvin = -273,15 grados Centígrados). En ese límite llegamos a un punto dónde todo movimiento molecular de la materia se detiene. Algunos científicos han logrado llegar a enfriar materia a una temperatura muy cercana al cero absoluto, pero nunca han llegado al punto exacto. El problema es que para ver la materia se necesita luz (cómo es obvio), y la luz necesario para visualizar transfiere energía a la materia y aumenta la temperatura, por lo consiguiente el movimiento molecular. Recientemente se ha observado un quinto estado de agregación de la materia: el condensado de Bose-Einstein. Este estado lleva el nombre de los que predijeron su existencia, Satyendra Nath Bose y Albert Einstein en 1922. No fue obtenido hasta 1995 por los físicos Eric Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl Wieman, logro que les valió el Premio Nobel de Física en el año 2001. El condensado de Bose-Einstein se consigue a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. Los átomos de la materia en este estado se superponen entre sí, es decir, se encuentran todos justamente en el mismo espacio físico dando lugar a un superátomo. Se trata de un estado de coherencia cuántica macroscópico.