La física extrema de la materia ‘supercrítica’ puede ser sorprendentemente simple
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Cuando está bajo una gran cantidad de calor y presión, la materia se vuelve «supercrítica» y la diferencia entre líquido y gas parece desaparecer. Ahora, una nueva investigación encuentra que la materia en este estado supercrítico extremo es menos complicada de lo que los científicos pensaban anteriormente. De hecho, hay líquidos y gas-como estados en materiales supercríticos, y el punto de inflexión entre los dos es sorprendentemente consistente en toda la materia. Esto puede significar que existen reglas universales que rigen estos estados en diferentes tipos de materiales.
«La universalidad afirmada de la materia supercrítica abre el camino a una nueva imagen físicamente transparente de la materia en condiciones extremas», dijo en un comunicado el coautor del estudio Kostya Trachenko, físico de la Universidad Queen Mary de Londres. declaración. «Esta es una perspectiva emocionante desde el punto de vista de la física fundamental, así como la comprensión y predicción de propiedades supercríticas en aplicaciones ambientales ecológicas, astronomía y otras áreas».
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Volviéndose supercrítico
Los fluidos supercríticos ya se utilizan en muchas industrias de diversas formas. Debido a que combinan propiedades de líquidos y gases, pueden emplearse en una serie de reacciones y procesos químicos, como la purificación de desechos peligrosos, la extracción de petróleo y la refrigeración industrial. También están presentes de forma natural en las atmósferas de los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno.
Sin embargo, comprender las propiedades de la materia en estado supercrítico no ha sido fácil. Cuando las líneas entre sólido, líquido y gas se difuminan, ¿qué características de la materia pueden explicar sus propiedades más importantes?
Trachenko y la investigadora postdoctoral de Queen Mary, Cillian Cockrell, se centraron en dos parámetros particulares: la capacidad calorífica, o qué tan bien un material absorbe el calor, y la longitud a la que se propagaría una onda a través del material.
reglas universales
Los investigadores descubrieron que cuando estos dos parámetros se comparan entre sí, surge un punto de inversión específico en el que las propiedades del material supercrítico pasan de ser más líquidas a más gaseosas.
Además, este punto de inversión fue muy similar en todos los sistemas supercríticos que estudiaron los investigadores. Estos incluían agua supercrítica, dióxido de carbono, nitrógeno, plomo y argón, un grupo diverso de sustancias que van desde elementos metálicos hasta gases nobles.
Esto es emocionante desde el punto de vista de la ciencia básica, dijo Trachenko, porque plantea nuevas preguntas sobre si el punto de inversión puede explicarse por las teorías existentes sobre las transiciones entre diferentes fases de la materia o si se necesitará alguna nueva explicación.
«A medida que ampliamos los límites de lo que se conoce, podemos identificar estas nuevas preguntas interesantes y comenzar a buscar respuestas», dijo Trachenko.
Los hallazgos fueron publicados hoy (12 de agosto) en la revista Avances de la ciencia.
Publicado originalmente en OkNoticias.
