Superconductores y superfluidos

 En esta entrega vengo a hablar sobre dos fenómenos conocidos como el quinto estado de la materia. Sólido, líquido, gaseoso, plasma, y superconductores y superfluidos, ambos en el mismo saco.

¿Qué son los superconductores y los superfluidos?

Los superconductores, son materiales, o mejor dicho un estado de la materia, en el que los electrones pueden desplazarse por el material sin rozamiento, sin perder energía. Por su parte los superfluidos, son fluidos sin viscosidad, lo que significa que pueden "colarse" por un vaso, o incluso recipientes especiales para contener gases. Es como el agua en un colador. Lo traspasa porque el colador tiene agujeros, y a los superfluidos les pasa lo mismo, porque los vasos tienen también agujeros, pero son mucho más pequeños y son más difíciles de atravesar.

¿ Por qué ambos en el mismo saco si son cosas diferentes? 

Esto se debe a que el fenómeno que los origina es el mismo. Por el principio de exclusión de Pauli, dos fermiones (quarks y leptones como los electrones) no pueden estar en el mismo lugar ni compartir los mismos números cuánticos, sin embargo los bosones (fotones, gluones...) si que pueden. Y no solo eso, sino que si tuviéramos una nube de bosones y redujéramos su temperatura mucho, tenderían a un estado de mínima energía en el que todos los bosones se irían a un mismo punto y se acoplarían, formando un condensado, condensado de Bose-Einstein. Lo de Einstein viene porque fue el el que teorizó con la nube bosónica cuya temperatura se reduce.

En un condensado de Bose-Einstein, los bosones comparten números cuánticos teniendo todos el mismo comportamiento.

Tanto en los superconductores como en los superfluidos, se forman cuasipartículas que se comportan como bosones aunque realmente son fermiones. Al comportarse como bosones, en el momento en que se reduce mucho su temperatura, se forman condensados de Bose-Einstein, y al tener todas las cuasipartículas el mismo comportamiento no se crea rozamiento, lo que permite la superconductividad, o que desaparezca la viscosidad. Para entenderlo mejor, el condensado de Bose-Einstein es cómo los profesores quieren que nos comportemos cuando hay un incendio. La realidad es que cada alumno haría caso omiso de las instrucciones y cundiría el pánico, sin seguir una misma dirección (habría rozamiento), pero en los superconductores o superfluidos todos los alumnos parecerían marchar en un desfile militar, calmados y en la misma dirección (sin rozamiento)