Patron Login
Un nuevo estado de la Materia
Processing Request
Creditos: Nature Scientific Reports
Un equipo de investigadores chilenos encabezados por el Dr. Marcel G. Clerc Gavilán proponen la creacion de un nuevo estado de la materia. Su investigación fue recientemente publicada en Scientific Report.
El equipo esta conformado por el ya mencionado
- Marcel G. Clerc, Departamento de Física,Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Universidad de Chile,
- Michal Antoni Kowalczyk, Departamento de Ingeniería Matemática and Centro de Modelamiento Matemático (UMI 2807 CNRS), Universidad de Chile y
- Valeska Zambra, Departamento de Física and Millennium Institute for Research in Optics, FCFM, Universidad de Chile.
En nota de prensa publicada en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, Clerc Gavilán declara: «las posibilidad son enormes, estamos en el comienzo de algo que podría ser completamente distinto a lo que hemos visto. Lo que demostramos fue que las transiciones topológicas, es decir, ciertas deformaciones que transforman una cosa en otra, sí pueden ocurrir en estados fuera del equilibrio dinámico…es decir en sistemas que haya una constante salida o entrada de energía en el cuerpo estudiado. Nosotros trabajamos con vórtices, es decir, remolinos y para ellos usamos cristales líquidos, lo mismos que hacen tan felices a aquellos que compran televisores de última tecnología para ver partidos de fútbol internacionales con una calidad gráfica impresionante. La investigación que desarrollamos busca literalmente montarse en los hombros de los gigantes del premio nobel 2016 e ir un paso más allá. Ellos investigaban los cambios topológicos en sistemas con equilibrio termodinámico, nosotros lo analizamos fuera del equilibrio.»
Por otra parte Valeska Zambra indica: «Hasta ahora, variando la temperatura se habían conseguido estados exóticos tales como condensados de Bose-Einstein (obtenidos a temperatura cero Kelvin), la superfluidez (componentes casi sin viscosidad) y los superconductores (ausencia de resistencia eléctrica). Pero con la variación del voltaje (que es lo que nosotros sumamos a esta fase de desarrollo), se abren nuevas posibilidades para estos estados que no se conocían, incluso alterando otros parámetros, los que serían los próximos caminos a seguir»
En el Resumen del artículo podemos leer:
"La materia bajo diferentes condiciones de equilibrio de presión y temperatura exhibe diferentes estados como el sólido, el líquido, el gas y el plasma. En el equilibrio termodinámico se observan estados exóticos de la materia, como los condensados de Bose-Einstein, la superfluidez, los imanes quirales, la superconductividad y las fases cristalinas azules líquidas. Más que ser el resultado de una agregación de materia, su aparición se debe a un cambio de estado topológico del sistema. Estos estados topológicos pueden persistir fuera del equilibrio termodinámico. Aquí investigamos los estados topológicos de la materia en un sistema con inyección y disipación de energía por medio de la fuerza oscilatoria. En un experimento con una célula de cristal líquido bajo la influencia de un campo eléctrico oscilatorio de baja frecuencia, observamos una transición de un estado sin vórtices a un estado en el que los vórtices persisten, transición topológica. Dependiendo del período y del tipo de forzamiento, los vórtices se autoorganizan, formando celosías cuadradas, estados vítreos y estructuras de vórtice desordenadas. El diagrama de bifurcación se caracteriza experimentalmente. Se observa una transición topológica continua para los forzamientos de dientes de sierra y cuadrados. El escenario cambia dramáticamente para el forzamiento sinusoidal donde la transición topológica es discontinua, lo que se acompaña de transiciones en serie entre las redes cuadradas y vítreas del vórtice. Basándonos en una ecuación de amplitud estocástica, reconocemos el origen de la transición como el equilibrio entre la creación estocástica y la aniquilación determinista de los vórtices. Las simulaciones numéricas muestran transiciones topológicas y el surgimiento de redes de vórtices cuadrados. Nuestros resultados muestran que la materia mantenida en desequilibrio por medio de la modulación temporal de los parámetros puede exhibir estados exóticos."
