{"id":247945,"date":"2017-10-26T15:12:29","date_gmt":"2017-10-26T17:12:29","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=247945\/"},"modified":"2017-10-27T12:58:55","modified_gmt":"2017-10-27T14:58:55","slug":"solidos-bien-maleables","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/solidos-bien-maleables\/","title":{"rendered":"S\u00f3lidos bien maleables"},"content":{"rendered":"
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Maurice de Koning\/ Unicamp <\/span><\/a> En el helio s\u00f3lido, los defectos (las esferas azules, blancas y verdes<\/em>) se desplazan a lo largo de las capas del cristalMaurice de Koning\/ Unicamp <\/span><\/p><\/div>\n

Los cristales compuestos por \u00e1tomos del elemento qu\u00edmico helio-4 presentan un comportamiento sorprendente. Cuando alcanzan temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 \u00b0C), dichos cristales, creados en laboratorio, adquieren una inesperada plasticidad. Dejan de ser r\u00edgidos como una roca para volverse tan maleables como una plastilina.<\/p>\n

Esta propiedad \u2012la plasticidad gigante del helio s\u00f3lido\u2013, descubierta en 2013, \u00a0a\u00fan no se entiende claramente. Simulaciones en computadora del comportamiento de los \u00e1tomos de helio empiezan a revelar de qu\u00e9 manera surge. \u201cNuestras simulaciones sugieren que peque\u00f1os defectos en la estructura del cristal desempe\u00f1an un papel importante en definir la capacidad del helio s\u00f3lido de deformarse pl\u00e1sticamente\u201d, dice el f\u00edsico Maurice de Koning, de la Universidad de Campinas (Unicamp), uno de los autores del estudio publicado en julio en la Physical Review Letters<\/em>.<\/p>\n

El helio es el elemento qu\u00edmico m\u00e1s liviano, despu\u00e9s del hidr\u00f3geno. A \u00a0temperatura ambiente y a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica, existe en la forma de gas. S\u00f3lo cuando se lo enfr\u00eda a temperaturas cercanas al cero absoluto, el helio se transforma en l\u00edquido. Este cambio de estado ocurre tanto con su variedad de masa at\u00f3mica 3, en la cual el \u00e1tomo est\u00e1 formado por dos protones y un neutr\u00f3n, como con la de masa at\u00f3mica 4, que contiene dos protones y dos neutrones. Si adem\u00e1s de enfri\u00e1rselo, tambi\u00e9n se lo somete a altas presiones, el helio-4 se congela, transform\u00e1ndose en un s\u00f3lido cristalino. En el cristal, sus \u00e1tomos se ordenan formando un patr\u00f3n geom\u00e9trico m\u00e1s o menos uniforme, compuesto por capadas planas apiladas.<\/p>\n

As\u00ed y todo, y al igual que todo cristal, esta estructura posee defectos o discordancias: ausencia de \u00e1tomos en algunos puntos o \u00e1tomos desplazados de la posici\u00f3n ideal en otros. Algunos de estos defectos tienen la forma de l\u00edneas finas y alargadas. Cuando se aplica una determinada fuerza sobre el cristal, estas discordancias pueden migrar a lo largo de una misma capa, haciendo que los planos se desplacen unos con relaci\u00f3n a los otros y deformen el material. \u201cCuanto m\u00e1s f\u00e1cilmente puedan moverse esas discordancias, una menor fuerza se hace necesaria para deformar el material\u201d, explica De Koning.<\/p>\n

Aplicando las leyes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, De Koning y dos colaboradores de Estados Unidos simularon en computadora lo que sucede en un cristal de helio-4 con 8 mil \u00e1tomos (un cristal de mil\u00edmetros crecido en laboratorio contiene miles de millones de \u00e1tomos). El cristal virtual estaba formado por capas perfectas, excepto por dos discordancias, cada una con algunas decenas de \u00e1tomos de longitud.<\/p>\n

Las simulaciones indicaron que, aun a temperaturas tan bajas, fluctuaciones en la posici\u00f3n de los \u00e1tomos de helio hacen que las discordancias cambien de lugar tiempo el todo de manera espont\u00e1neo, incluso cuando ninguna fuerza act\u00faa sobre el cristal. \u201cLa movilidad de \u00e9stas es sumamente alta\u201d, dice De Koning. \u201cA temperaturas lo suficientemente bajas, no es necesaria mucha fuerza para que empiecen a moverse.\u201d<\/p>\n

\u201cLos c\u00e1lculos que hicieron coinciden precisamente con lo observado [en pruebas con muestras reales de cristal]\u201d, dice el f\u00edsico S\u00e9bastien Balibar, de la Escuela Normal Superior de Par\u00eds, Francia, cuyo equipo descubri\u00f3 la plasticidad gigante del helio. Seg\u00fan Balibar, el desplazamiento de discordancias en el cristal es el mismo fen\u00f3meno que hace que aleaciones met\u00e1licas convencionales como el acero se vuelvan maleables a altas temperaturas. \u201cMientras que en esos materiales las discordancias requieren altas temperaturas y grandes fuerzas para moverse, efectos cu\u00e1nticos hacen que las discordancias del helio s\u00f3lido se muevan r\u00e1pidamente en condiciones opuestas\u201d, afirma.<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\nCentro de Ingenier\u00eda y Ciencias Computacionales \u2013 Cecc (n\u00ba 2013\/08293-7<\/a>); Modalidad<\/strong> Programa Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid); Investigador responsable<\/strong> Munir Salom\u00e3o Skaf (Unicamp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 14.009.150,98 (para el proyecto completo).<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\nBORDA, E. J. L.; CAI, W. y DE KONING, M. Dislocation structure and mobility in hcp 4He<\/a>. Physical Review Letters<\/strong>. 22 jul. 2016.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Simulaciones ayudan a entender la flexibilidad de los cristales de helio ","protected":false},"author":14,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304,328],"coauthors":[103],"class_list":["post-247945","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/247945","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/14"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=247945"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/247945\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=247945"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=247945"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=247945"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=247945"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}