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Condensados de Bose-Einstein

Cuando pensamos en los estados de la materia, probablemente nos vienen a la mente el sólido, líquido, gaseoso y quizás el plasma. Sin embargo, hay un estado mucho más peculiar y fascinante que desafía nuestra intuición: el condensado de Bose-Einstein (BEC). Este particular fenómeno ocurre a temperaturas increíblemente bajas, cercanas al cero absoluto, donde los átomos comienzan a comportarse como una única entidad cuántica.

Pero, ¿Qué es un condensado de Bose-Einstein?

El condensado de Bose-Einstein fue predicho teóricamente en los años 1920 por los físicos Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, pero no se logró crear experimentalmente hasta 1995. En este estado de la materia, los átomos pierden su identidad individual y se agrupan en un solo estado cuántico. Esto significa que actúan como un «superátomo», compartiendo las mismas propiedades y funciones cuánticas.

 

La clave está en la temperatura

Para entender este fenómeno, debemos considerar el papel de la temperatura. A medida que la temperatura de un material se acerca al cero absoluto (-273,15 °C), la energía de los átomos disminuye drásticamente. Cuando se usan átomos que pertenecen a la categoría de «bosones» y se enfrían lo suficiente, estos entran en un estado de baja energía donde todos se superponen y forman el condensado.

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DIFERENCIAS ENTRE FERMIONES Y BOSONES

Como estudiamos en los post anteriores, tanto los bosones como los fermiones, son las partículas principales que forman parte de la materia y determinan la forma cómo interactúan y conforman el universo. Entonces, vemos como los fermiones son los cimientos de la materia, como los electrones y los protones, y por su parte los bosones ejercen la función de mensajeros de las fuerzas fundamentales, como los fotones o el bosón de Higgs. Conocer sus diferencias es importante para entender los fenómenos más profundos de la naturaleza y descubrir los secretos de la materia y la energía en su aspecto más elemental.

Ahora veamos en el siguiente recuadro, las diferencias entre fermiones y bosones:

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¿QUÉ SON LOS BOSONES?

Los bosones son un tipo de partícula fundamental en el universo que se rigen bajo los criterios de la estadística de Bose-Einstein. Se diferencian de los fermiones, porque no están relacionadas al «Principio de Exclusión de Pauli». Esto significa que múltiples bosones pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo.

 

Descubrimiento

El nombre «bosón» fue acuñado por el físico indio Satyendra Nath Bose, quien, junto con Albert Einstein, desarrollaron las bases teóricas de cómo estas partículas se comportan. No obstante, el bosón más popular, el bosón de Higgs, fue descubierto experimentalmente en el año 2012 en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) en el CERN. Este descubrimiento corroboró la existencia del mecanismo de Higgs, presentado en los años 60, que explica cómo las partículas adquieren masa.

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