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viernes, 24 de febrero de 2017

TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA: EL CERO ABSOLUTO, UN FRÍO MORTAL


Publicado en nuestro anterior blog el 6 de septiembre de 2012

Walther Nernst
En 1905 el físico alemán Walther Nernst enunció la tercera ley de la termodinámica en estos términos: cuando la temperatura de un sistema se aproxima al cero absoluto, la entropía o desorden (S) se aproxima a una constante (S0), constante que se acerca mucho a un valor mínimo. Dicho de otra forma, la entropía o desorden (recordad el post de la segunda ley) de un sistema sería 0 si la temperatura pudiera reducirse realmente hasta el cero absoluto. A medida que la temperatura de un sistema se aproxima al cero absoluto, todos los procesos se detienen. Se trata de la inmovilidad de la nada, de la paz de la muerte.

¿Cuál es la medida de ese utópico cero absoluto? En las tres escalas más usuales: 0º K (Kelvin), -459,67º F (Fahrenheit), o -273,15º C (nuestros familiares grados centígrados). Y lo más fantástico es que todo movimiento se detiene en el cero absoluto. En mecánica cuántica, el movimiento del punto cero permite teóricamente a los sistemas en su estado de mínima energía posible, tener la probabilidad de encontrarse en amplias regiones del espacio. La expresión movimiento del punto cero  se utiliza en física para describir el hecho de que los átomos de un sólido no permanecen en puntos geométricos exactos de la red, sino que existe una distribución de probabilidad tanto para sus posiciones (espacio) como para sus momentos (masa por velocidad). Tal afirmación, difícil de asimilar desde nuestros conocimientos tridimensionales, equivale a decir que la posición no sólo de una partícula elemental, sino por extensión de cualquier objeto, no puede señalarse con certeza, sino que responde a una curva de probabilidad (otro día nos ocuparemos del principio de incertidumbre).

Volviendo al cero absoluto, la comunidad científica parece estar de acuerdo en que no es posible enfriar un cuerpo hasta alcanzarlo, al menos mediante un proceso finito. Aunque parezca increíble, se han conseguido experimentalmente temperaturas tan bajas como 100 picokelvins (0,000.000.000.1 grados por encima del cero absoluto). El físico James Trefil ha dicho: “no importa lo inteligentes que lleguemos a ser, la tercera ley nos dice que nunca podremos cruzar la frontera final que nos separa del cero absoluto”. Yo añado que es mejor que sea así. Sería como violar el séptimo sello. El reloj cósmico se detendrá bruscamente después de mirar cara a cara a la nada, al vacío, a la muerte del universo.

En esta casa respetamos las leyes de la termodinámica, jovencita.  Homer J. Simpson.