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    se necesitan temperaturas extremadamente bajas cercanas al cero absoluto para observarse.

    Santiago

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    Logran temperaturas cercanas al cero absoluto:

    Con átomos fríos se puede buscar yacimientos minerales, petróleo o agua sin hacer excavaciones

    ACADEMIA

    Investigación básica y aplicada en el Instituto de Ciencias Nucleares

    Logran temperaturas cercanas al cero absoluto:-273.15°

    Logran temperaturas cercanas al cero absoluto:-273.15° Con átomos fríos se puede buscar yacimientos minerales, petróleo o agua sin hacer excavaciones

    Leonardo Huerta    Ene 10, 2019

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    En esta imagen fue agregado otro láser, sintonizado a una transición atómica diferente a la que se utiliza para enfriar y atrapar a los átomos, y que induce una cascada de decaimientos y emisiones de luz en los átomos. Uno de estos decaimientos está en la región visible del espectro electromagnético y nos permite pintar a la nube de átomos de color entre rojo y morado.

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    a materia más fría del universo no está ni en el espacio exterior ni en los casquetes polares, sino en los laboratorios de física, en los que se enfrían nubes de átomos a temperaturas extremadamente bajas.

    En el Laboratorio de Átomos Fríos del Instituto de Ciencias Nucleares enfrían de forma cotidiana átomos a temperaturas cercanas al cero absoluto, es decir, casi a – 273.15° Celsius.

    El objetivo es hacer investigación básica y aplicada. “Enfriar átomos nos permite estudiarlos y controlarlos con muchísima precisión”, dijo Fernando Ramírez Martínez, investigador corresponsable del laboratorio. “Primero tenemos que atraparlos, y para lograrlo necesitamos interactuar con ellos. Para esto, la luz es nuestra principal herramienta de trabajo”.

    Los investigadores, para alcanzar esas temperaturas, hacen más lento el movimiento de las partículas atómicas utilizando haces de luz láser. Usualmente, la experiencia indica que la luz calienta a la materia sobre la que incide, como cuando nos ponemos al Sol. Pero usando la luz láser de una manera muy precisa pueden enfriarse los átomos, reduciendo su movimiento casi al grado de detenerlos por completo.

    “Utilizamos átomos de rubidio en estado gaseoso, aunque también suelen usarse en estos experimentos otros, como el cesio que incidentalmente se emplea para definir la duración de un segundo”, explicó Lina Marieth Hoyos, participante en el proyecto.

    “No hay ninguna razón fundamental para no enfriar otros átomos; trabajamos con el rubidio simplemente por cuestiones técnicas, pues resulta más económico y su manejo es muy sencillo”, agregó Ramírez Martínez.

    Trampa magneto-óptica

    Una trampa magneto-óptica es un dispositivo en el que se enfrían y confinan los átomos en un volumen muy pequeñito. Está compuesta por una cámara de vacío en la que se inyectan los que se quieren enfriar, que en un principio se mueven muy rápido y en todas direcciones (en promedio algunos cientos de metros por segundo), debido a que se encuentran a temperatura ambiente.

    “Necesitamos una herramienta que nos permita interactuar con ellos y ejercer una fuerza que los frene al grado de casi detener por completo su movimiento. Esa fuerza es ejercida por los fotones de un haz láser con una longitud de onda muy específica”, expuso el investigador.

    El átomo de rubidio tiene un cambio de energía interno cuando interactúa con luz con longitud de onda de exactamente 780.24 nm. Cuando esto sucede, un electrón dentro del átomo realiza un salto cuántico entre dos de sus niveles de energía permitidos, proceso que se conoce como una transición entre niveles de energía.

    Por ello, en el laboratorio controlan con mucha precisión la longitud de onda de la luz emitida por sus láseres, de manera que esté en perfecta resonancia con la transición mencionada.

    La trampa magneto-óptica puede imaginarse como un cubo. Por cada una de sus caras entra un haz láser dirigido hacia el centro del cubo donde interactúan con los átomos en movimiento.

    Es muy relevante que los átomos únicamente absorban fotones que se mueven en sentido contrario a su movimiento. “Si uno se mueve en sentido contrario a la dirección de un haz láser, al absorber un fotón su movimiento se hará más lento, lo cual se debe a que, además del intercambio de energía, también hay transferencia del momento o impulso entre el átomo y el fotón”, apuntó la científica.

    Dentro de la trampa magneto-óptica los átomos entran en la región donde los láseres se intersectan. “Allí, los átomos terminan moviéndose muy lentamente, como si estuvieran atrapados en un líquido viscoso, un efecto que los científicos que crearon una de las primeras trampas magneto-ópticas llamaron ‘melaza óptica’”, agregó.

    “Una vez ahí, y después de cierto tiempo de ser frenados por la luz, los átomos ya no sienten la fuerza y empiezan a moverse a una velocidad terminal y constante”, añadió Ramírez Martínez.

    Si arrojáramos una pequeña piedra en un tarro de miel, esta caería despacio, pero sin detenerse hasta llegar al fondo. A los átomos les sucede lo mismo en la melaza óptica. El problema es que, si no hacemos nada adicional, los átomos terminan saliendo de la región en la que interactúan con la luz.

    “Para que este aparato funcione realmente como una trampa, hace falta ponerle paredes. Esto se logra agregando un campo magnético en la región donde se forma la melaza óptica. Con este campo se mantiene a los átomos en sintonía con la luz, con lo que se crean paredes magnético-ópticas para crear la trampa”, abundó el investigador.

    Este campo es tal que en el centro de la melaza su magnitud es cero y a partir de ese punto su valor aumenta a un ritmo constante en cualquier dirección. En esta región, los átomos moviéndose lentamente pasan por el centro de la melaza donde no hay campo magnético y por lo tanto no sienten ya ninguna fuerza debida a la luz; después de cierto desplazamiento, el campo magnético los vuelve a poner en sintonía con la luz, y son regresados hacia el centro por la fuerza luminosa, volviendo a pasar por el centro. “De esta manera se quedan oscilando, como en una hamaca en tres dimensiones”.

    fuente : www.gaceta.unam.mx

    Cero absoluto

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    Cero absoluto

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    El cero absoluto es la temperatura más baja posible. A esta temperatura el nivel de energía interna del sistema es el más bajo posible, por lo que las moléculas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento;1​ no obstante, según la mecánica cuántica, el cero absoluto debe tener una energía residual, llamada energía de punto cero, para poder así cumplir el principio de indeterminación de Heisenberg. El cero absoluto sirve de punto de partida tanto para la escala de Kelvin como para la escala de Rankine.2​Así, 0 K (o lo que es lo mismo, 0 R) corresponden, por definición según acuerdo internacional, a la temperatura de −273,15 °C o −459,67 °F.3​

    Según el tercer principio de la termodinámica, el cero absoluto es un límite inalcanzable. En septiembre de 2014, los científicos de la colaboración CUORE en el Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Italia enfriaron un recipiente de cobre con un volumen de un metro cúbico a 0,006 kelvin (−273,144 °C) durante 15 días, estableciendo un récord para la temperatura más baja registrada en el universo conocido sobre un volumen contiguo tan grande. La dificultad para llegar a una temperatura tan baja en una cámara de enfriamiento es el hecho que las moléculas de la cámara, al llegar a esa temperatura, no tienen energía suficiente para hacer que esta descienda aún más.

    La entropía de un cristal ideal puro y perfecto sería cero. Si los átomos que lo componen no forman un cristal perfecto, su entropía debe ser mayor que cero, por lo que la temperatura siempre será superior al cero absoluto y el cristal siempre tendrá imperfecciones inducidas por el movimiento de sus átomos, necesitando un movimiento que lo compense y, por lo tanto, teniendo siempre una imperfección residual.

    Cabe mencionar que a 0 K absolutamente todas las sustancias conocidas se solidificarían y que según el actual modelo del calor, las moléculas perderían toda capacidad de moverse, vibrar o rotar.

    Hasta ahora la temperatura más cercana al cero absoluto ha sido obtenida en laboratorio por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts en junio del 2015. Se obtuvo enfriando un gas en un campo magnético hasta 500 nanokelvin (5·10−9 K) por encima del cero absoluto.4​

    Índice

    1 Fenómenos cerca del cero absoluto

    2 Historia

    2.1 Límite para el «grado de frío»

    2.2 Trabajo de Lord Kelvin

    3 Véase también 4 Referencias 5 Bibliografía

    Fenómenos cerca del cero absoluto[editar]

    Condensado de Bose-Einstein en un átomo de rubidio. El color rojo indica una velocidad elevada, y el blanco-azulado una baja velocidad. La imagen de la derecha es la muestra más fría de las tres.

    Al aproximarse al cero absoluto se pueden producir en algunos materiales ciertos fenómenos, como el condensado de Bose-Einstein, o algunos superfluidos como el helio II.

    En 1924, Albert Einstein y el físico indio Satyendranath Bose predijeron la existencia de un fenómeno denominado condensado de Bose-Einstein. En dicho estado, los bosones se agrupan en el mismo estado cuántico de energía. Este fenómeno se confirmó en 1995, y desde entonces se han investigado muchas de sus propiedades.

    A temperaturas muy próximas al cero absoluto se pueden formar superfluidos, o incluso frágiles moléculas que no existen a mayores temperaturas para su estudio, entre otros fenómenos.

    En la actualidad se puede encontrar una aplicación práctica en el acelerador de partículas LHC del CERN.5​ El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) alcanza una temperatura de 1,9 K. Los experimentos que se llevarán a cabo en este acelerador de partículas requieren la criogenización de ciertos circuitos para conseguir superconductores. Esto es posible gracias a la combinación de compresores de helio alimentados con nitrógeno líquido, el cual entra a los circuitos aproximadamente a 80 K (−193,15 °C) para ir bajando de temperatura en su transcurso por el circuito de los 3 compresores.6​ La temperatura más baja alcanzada en el LHC es de 1,8 K.6​

    Historia[editar]

    Robert Boyle fue pionero en la idea de un cero absoluto.

    Uno de los primeros científicos que discutió la posibilidad de una temperatura mínima absoluta fue Robert Boyle. Su texto de 1665 (), articula la disputa conocida como el .7​ El concepto era bien conocido entre los naturalistas de la época. Algunos sostenían que esa temperatura mínima absoluta se producía dentro de la Tierra (dado que era uno de los llamados cuatro «elementos»), otros que dentro del agua y otros que en el aire, y algunos más recientemente en el nitro. Aunque todos ellos parecían estar de acuerdo en que: «Hay un cuerpo u otro que por su propia naturaleza es sumamente frío y que por su participación todos los demás cuerpos obtienen esa calidad».8​

    fuente : es.wikipedia.org

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    Consejos útiles

    Que le pasa a las moleculas cuando la temperatura alcanza el cero absoluto?

    febrero 14, 2021 Author

    Tabla de contenido [hide]

    1 ¿Qué le pasa a las moléculas cuando la temperatura alcanza el cero absoluto?

    2 ¿Cómo se alcanzan temperaturas cercanas al cero absoluto?

    3 ¿Qué indica el cero absoluto?

    4 ¿Cómo se llega al cero absoluto?

    5 ¿Cuál es la escala de temperatura más baja posible?

    6 ¿Qué es el cero absoluto a la temperatura más baja posible que puede existir?

    ¿Qué le pasa a las moléculas cuando la temperatura alcanza el cero absoluto?

    Según el tercer principio de la termodinámica, el cero absoluto es un límite inalcanzable. Cabe mencionar que a 0 K absolutamente todas las sustancias conocidas se solidificarían y que según el actual modelo del calor, las moléculas perderían toda capacidad de moverse o vibrar. …

    ¿Cómo se alcanzan temperaturas cercanas al cero absoluto?

    Los investigadores, para alcanzar esas temperaturas, hacen más lento el movimiento de las partículas atómicas utilizando haces de luz láser. Usualmente, la experiencia indica que la luz calienta a la materia sobre la que incide, como cuando nos ponemos al Sol.

    ¿Cómo se consigue la temperatura más baja?

    En el ámbito de la Estación Espacial Internacioal (ISS) se ha logrado crear el punto más frío del universo con un laboratorio que ha empezado a producir nubes de átomos a temperatura justo por encima del cero absoluto, la temperatura más baja que se puede obtener debido a las leyes de la física, pues es el punto en el …

    ¿Qué presión puede ejercer el gas al cero absoluto?

    A la temperatura 0 K un gas que ocupa un volumen V ejercerá una presión nula p=0 sobre las paredes del recipiente que lo contiene.

    ¿Qué indica el cero absoluto?

    Es la temperatura teórica más baja que se puede alcanzar y se define como el punto en el que las moléculas de cualquier material dejan de moverse. Corresponde a una temperatura de -273,15 grados Celsius o cero grados Kelvin.

    ¿Cómo se llega al cero absoluto?

    De hecho a O Kelvin (−273,15 °C), todas las sustancias aparecerían en modo sólido y las moléculas ni se moverían ni llegarían a vibrar. En laboratorios de la Tierra los físicos pueden acercarse mucho a esta temperatura, pero los científicos afirman que es imposible alcanzar el cero absoluto.

    ¿Qué pasa con la luz en cero absoluto?

    El demorado rayo de luz se mueve por un grupo de átomos de alta densidad denominado condensación de Bose-Einstein, creado cuando la materia es enfriada hasta casi el cero absoluto, es decir 273 grados centígrados bajo cero.

    ¿Qué estado de agregacion se necesitan temperaturas extremadamente bajas cercanas al cero absoluto para observarse?

    condensados de Bose-Einstein, los fermiones condensados se forman utilizando fermiones en lugar de bosones. Dicho de otra forma, el condensado de Fermi es un estado de agregación de la materia en la que la materia adquiere superfluidez. Se crea a muy bajas temperaturas, extremadamente cerca del cero absoluto.

    ¿Cuál es la escala de temperatura más baja posible?

    El autor creó en base a las leyes de la termodinámica su propia escala de temperatura, la escala Kelvin, situando el punto de origen en esta temperatura más baja posible, el cero absoluto.

    ¿Qué es el cero absoluto a la temperatura más baja posible que puede existir?

    Se denomina cero absoluto a la temperatura más baja posible que puede existir. Es también el punto de inicio para la escala Kelvin y para la escala de Rankine. Esta temperatura es de -273.15°C (grados Celsius o centígrados), 0° K (grados Kelvin), o bien 0° R (grados Fahrenheit).

    ¿Qué es la escala de la temperatura absoluta?

    La escala de temperatura absoluta que corresponde a la escala Celsius se llama escala Kelvin (K), y la escala absoluta que corresponde a la escala Fahrenheit se llama escala Rankine (R). Los puntos cero en ambas escalas absolutas representan el mismo estado físico.

    ¿Qué es un nivel de temperatura?

    Con base en nuestras sensaciones fisiológicas, se expresa el nivel de temperatura de modo cualitativo, utilizando palabras como frío, tibio, caliente. Sin embargo, no es posible asignar valores numéricos a temperaturas de acuerdo con las sensaciones, ya que no sería universal ni objetivo.

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    fuente : respuestasrapidas.com.mx

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    Santiago 6 day ago
    4

    Chicos, ¿alguien sabe la respuesta?

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