Existen estados de la materia ¡QUE NO CONOCES!
Summary
TLDREl guión ofrece una visión rápida y fascinante de los estados de la materia, más allá de sólido, líquido y gaseoso. Explica cómo los plasmas, formados por núcleos y electrones libres, son comunes en estrellas. Presenta el condensado de Bose-Einstein y el condensado de Fermi, con propiedades cuánticas en sistemas macroscópicos. Finalmente, menciona la estrella de neutrones, el plasma de quarks y gluones, y otros estados hipotéticos, como los superfluidos y la materia fotónica, destacando la continua investigación en el campo.
Takeaways
- 🕒 Los estados de la materia tradicionalmente estudiados son sólido, líquido y gas.
- 🔬 El estado sólido se caracteriza por átomos con posiciones fijas y movilidad mínima.
- 💧 En el estado líquido, los átomos tienen más libertad de movimiento pero aún se mantienen en el volumen del recipiente.
- 🌪️ Los gases tienen una movilidad total y se expanden por todo el volumen disponible, con densidades bajas.
- 🌟 El plasma es un estado de materia donde los electrones se liberan de sus núcleos y se mueven libremente, común en el interior de estrellas.
- 🌌 La diferencia entre fermiones y bosones se basa en su espín, lo que afecta su comportamiento cuántico.
- 🥶 El condensado de Bose-Einstein ocurre cuando bosones se colocan en el mismo estado cuántico a bajas temperaturas.
- 🔝 El condensado de Fermi se forma con fermiones que se acoplan para formar grupos con espín entero, permitiendo un estado coherente.
- 🌠 Las estrellas de neutrones son objetos formados por neutrones, con densidades extremas y pueden ser observadas como púlsares.
- 🔬 El plasma de quarks y gluones es un estado hipotético que solo existiría en condiciones de alta energía, como en el Big Bang.
Q & A
¿Cuáles son los tres estados básicos de la materia que se enseñan comúnmente en la escuela?
-Los tres estados básicos de la materia que se enseñan comúnmente son el sólido, el líquido y el gas.
¿Qué características definen a un estado sólido?
-Los sólidos tienen átomos que ocupan posiciones fijas con poca movilidad, están muy apretados y suelen tener densidades altas.
¿Cómo se diferencian los líquidos de los sólidos?
-Los líquidos no tienen una forma fija y se expanden por el volumen que ocupan, sus átomos tienen más libertad para moverse y la densidad es menor que en los sólidos.
¿Qué sucede con los átomos en un estado gaseoso?
-En un estado gaseoso, los átomos tienen total libertad para moverse por todo el volumen que ocupa, las fuerzas entre ellos son muy pequeñas y la densidad es baja.
¿Qué es un plasma y en qué condiciones se forma?
-Un plasma es un estado de la materia en el que los electrones son arrancados de sus núcleos y se mueven libremente, generalmente se forma en condiciones de alta temperatura o presión.
¿Qué es el principio de exclusión de Pauli y cómo afecta a los fermiones?
-El principio de exclusión de Pauli establece que no pueden haber dos fermiones en el mismo estado cuántico, lo que afecta a los fermiones impidiendo que ocupen el mismo lugar y estado cuántico.
¿Qué es un condensado de Bose-Einstein y cómo se forma?
-Un condensado de Bose-Einstein es un estado de la materia en el que un conjunto de bosones, al enfríarse hasta temperaturas cercanas al cero absoluto, se colocan todas en su estado de mínima energía formando un estado cuántico coherente.
¿Qué es un condensado de fermión y cómo se diferencia del condensado de Bose-Einstein?
-Un condensado de fermión es un estado de la materia en el que los fermiones, al enfríarse, se acoplan formando grupos con spin entero que funcionan como bosones. Se diferencia del condensado de Bose-Einstein en que involucra fermiones en lugar de bosones.
¿Qué son las estrellas de neutrones y cómo se forman?
-Las estrellas de neutrones son cuerpos muy densos que se forman cuando en una estrella enana blanca, la gravedad no puede contraerse más debido a la presión de degeneración de electrones, lo que lleva a la fusión de electrones y protones formando neutrones.
¿Qué es el plasma de quarks y gluones y en qué condiciones se cree que se forma?
-El plasma de quarks y gluones es un estado de la materia hipotético en el que las partículas se comportan como libres debido a la fuerza fuerte que disminuye en condiciones de alta energía, como se cree que ocurrió en el Big Bang.
¿Cuáles son algunos de los estados de la materia que se estudian en laboratorios actualmente?
-Algunos estados de la materia que se estudian en laboratorios incluyen superfluidos, polaritones, la materia fotónica y muchos más.
Outlines
🕒 Desafío de los Estados de la Materia
El script comienza con un desafío rápido para nombrar los estados de la materia, mencionando sólido, líquido y gaseoso, y sugiriendo que hay más de 10 estados. Seguidamente, se explica que estos estados son resultado de la interacción entre los átomos y cómo su movilidad y la fuerza que los une definen su estado (sólido, líquido o gas). Se introduce el concepto de plasma, un estado de alta energía donde los electrones se mueven libremente, y se asocia con el interior de las estrellas. Además, se toca el tema de los fermiones y bosones, partículas con distinto 'spin', y cómo esta propiedad cuántica influye en su comportamiento, como en el caso del condensado de Bose-Einstein y el condensado de Fermi, observados en el laboratorio en 1995 y 2003 respectivamente.
🌌 Estados de la Materia Avanzados y Exóticos
El segundo párrafo profundiza en los estados de la materia más avanzados y exóticos. Se discute sobre la presión de degeneración de neutrones que evita el colapso de las estrellas blancas, llevándolas a convertirse en estrellas de neutrones, objetos astronómicos muy densos y con propiedades únicas como los púlsares. También se menciona el plasma de quarks y gluones, un estado hipotético que solo existiría en condiciones de alta energía como en el Big Bang, y que es objeto de estudio en el experimento ALICE en el LHC. Finalmente, se alude a otros estados de la materia como los superfluidos, polaritones, la materia fotónica, entre otros, y se anima al espectador a apreciar el video y compartir sus comentarios.
Mindmap
Keywords
💡Estados de la materia
💡Sólido
💡Líquido
💡Gas
💡Plasma
💡Spin
💡Condensado de Bose-Einstein
💡Condensado de Fermín
💡Presión de degeneración
💡Estrella de neutrones
💡Plasma de quarks y gluones
Highlights
Los estados de la materia no son solo sólido, líquido y gaseoso, sino que hay más de 10 estados distintos.
En el estado sólido, los átomos ocupan posiciones fijas y tienen poca movilidad.
Los líquidos no tienen una forma fija y se expanden por el volumen que ocupan, con átomos más móviles que en el estado sólido.
Los gases tienen una libertad total de movimiento y sus densidades son bajas, no se ven afectados por la gravedad en su distribución.
El plasma es un estado de materia donde los electrones se mueven libremente debido a altas temperaturas o presiones.
En el plasma, los núcleos y electrones no se unen para formar átomos, creando una 'sopa' de partículas cargadas.
El plasma es el estado de materia más común en el universo, presente en el interior de las estrellas.
Los fermiones y bosones tienen propiedades cuánticas distintas relacionadas con su 'spin'.
El principio de exclusión de Pauli limita a los fermiones a ocupar dos lugares en el mismo estado cuántico.
El condensado de Bose ocurre cuando bosones se enfrían y todos se colocan en su estado de mínima energía.
El condensado de Fermi se forma con fermiones que se acoplan formando grupos con spin entero, actuando como bosones.
Las estrellas de neutrones son como 'súper átomos' formados por neutrones, con densidades extremas.
Las estrellas de neutrones pueden girar a velocidades extremas, dando lugar a los púlsares.
El plasma de quarks y gluones es un estado de materia hipotético que solo aparece en condiciones de alta energía.
La 'libertad asintótica' de la fuerza fuerte sugiere que en energías extremas, las partículas se comportan como libres.
El experimento ALICE en el LHC busca observar el plasma de quarks y gluones.
Otros estados de la materia como los superfluidos, polaritones, la materia fotónica y más están siendo estudiados en laboratorios.
El conocimiento de más de tres estados de la materia es una información valiosa y poco conocida.
Transcripts
rápido te doy 10 segundos para que me
digan los estados de la materia ya venga
venga que acaba el tiempo tiempo a ver
al dicho sólido al dicho líquido es
dicho gas ya pues sí ahí te has quedado
te recomiendo que te quedes porque vas a
flipar
[Música]
en el colegio nos cuenta la historia de
los estados de la materia sólido al
líquido y gas y ahí nos quedamos sin
saber que en realidad son más de 10 los
estados de la materia pero esto se va a
acabar hoy te voy a contar con pelos y
señales los estados en los que puede
estar la materia
empezamos con lo fácil los conocidos
llamamos sólido un cuerpo que está pues
eso pues en sólido toma una forma y no
se esparce por todo el volumen esto
ocurre porque sus átomos ocupan
posiciones fijas con poca movilidad
están muy apretados empaquetados
normalmente sus densidades son altas
y los líquidos se caracterizan porque
ahora ya no toman una forma fija sino
que se expanden por el volumen que
ocupan llenando su base esto se debe a
que sus átomos ya no están tan fijos y
tienen más libertad para moverse
aún así interactúan mutuamente la
densidad es menor que la de los sólidos
pero aún es suficiente para que la
gravedad los mantenga fijos en la base
del recipiente
si no algas es la cosa ya se descontrola
tienen total libertad para moverse por
todo el volumen que ocupa ya no hay nada
que los aten esto se produce porque
ahora las fuerzas entre átomos o
moléculas son muy pequeñas las
densidades son muy bajas y la gravedad
ya no es un problema para ocupar cada
rincón del volumen todo esto tú ya lo
sabías pero espera que ahora viene los
buenos
en los tres estados anteriores la unidad
básica es el átomo que en función de lo
fuerte o débilmente que esté ligado a
otros átomos da lugar a un sólido
líquido
un átomo está formado por la unión
electromagnética entre los electrones y
los protones pero qué pasaría en un
cuerpo con muchísima energía tal que los
electrones son arrancados de sus núcleos
y se mueven libremente en este caso
tendríamos un plasma en el plasma
tenemos una sopa de núcleos y electrones
sin llegar a juntarse para formar a
todos esto es debido a la alta
temperatura o presión en la que se
encuentre que es tal que no permite esta
unión y si lo has adivinado es lo que
ocurre en el interior de una estrella y
como en tantas se supone que este es el
estado de la materia más común en el
universo el plasma
[Música]
hay dos tipos de partículas en el
universo los grosores y los reuniones y
lo que nos diferencia es el spin una
propiedad un tanto rara porque es
cuántica y para darle un sentido
hablando rápido es como si la partícula
girar a los camiones tienen espín semi
entero es decir un medio medios mientras
que los bosones tiene spin entero es
decir 0 1 2 3 resulta que esta propiedad
dota a estas partículas de
características muy diferentes puesto
que los fermines y solo los reuniones
están sujetos al principio de
descripción de pauli que nos permite dos
partículas en el mismo lugar y en el
mismo estado cuántico esta propiedad es
responsable de las capas de los átomos
pues bien los bosones si pueden estar en
el mismo estado cuántico y es algo que
se observa en el condensado de bose ahí
está si se llaman bosones por s voces el
del condensado si un conjunto de
mociones los enfría es hasta
temperaturas muy bajas cercanas al ser
absoluto se colocan todas en su estado
de mínima energía formando un estado
cuántico coherente que tiene unas
propiedades muy curiosas y es que aunque
el sistema sea grande macroscópico sus
efectos cuánticos se mantienen fue
propuesto por bose-einstein y finalmente
observado en el laboratorio casi 80 años
después en 1995
si en vez de utilizar bosones usamos
fermiones tomamos el sistema y nos
enfriamos hasta temperaturas cercanas a
100 absoluto
obtenemos un condensado con unas
propiedades también muy especiales es un
condensado de fermín son fermiones no
pueden estar en el mismo estado pero se
acoplan de esta manera formando grupos
con spin entero que funcionan como
bosones así se consigue un condensado
con unas características muy especiales
como superfluidez el primer condensador
de fermín se obtuvo en laboratorio en el
año 2003
a una estrella enana blanca la gravedad
no la lleva al colapso por lo que se
conoce como presión de degeneración de
nuevo el principio de exclusión de paul
y la estrella no puede contraerse más
por gravedad debido a que los electrones
no pueden estar más juntos llevarían la
exclusión de paul pero sin estrellas muy
pesadas por encima del límite de
chandrasekhar la presión de degeneración
no es suficiente y se produce el colapso
lo que ocurre es que los electrones se
fusionan con los protones del núcleo
formando neutrones se ha creado una
estrella de neutrones una estrella de
neutrones es un sistema muy curioso
porque es como un súper átomo uno del
tamaño de una gran ciudad de varios
kilómetros de diámetro las estrellas de
neutrones fueron descubiertas en 1967
por jocelyn bell y son objetos muy
curiosos cuerpos con masas de estrellas
como el sol comprimidas en espacios
minúsculos alcanzando densidades
brutales algunos además girando a
grandísimas velocidades de varios giros
por segundo lo que da lugar a los
famosos púlsares
y acabamos con un estado de materia muy
particular además de hipotético aún no
se ha visto en el universo ni obtenido
en el laboratorio es el plasma de quarks
y gluones los quarks son partículas que
nunca se han visto aisladas por la
intensidad de la fuerza fuerte que los
une pero esta fuerza fuerte es muy
particular y parece que disminuye su
intensidad según la energía aumenta en
lo que se conoce como en libertad
asintótica que se alcanza en el límite
de energía infinita las partículas se
comportan como libres y de ahí viene
este nuevo estado de la materia una sopa
de quarks y gluones libres que aparece
solo en condiciones de energía
excepcionalmente grandes como por
ejemplo el big-bang se supone que esta
sopa era el estado de la materia en el
universo primigenio algo que se intenta
observar en un experimento del l hc
alice lo conseguirán quizás pronto lo
sabremos y además de esto marx
superfluidos polaritones la materia
fotónica y muchas cosas más que
continúan estudiándose en laboratorios
de todo el mundo y ahora ya tú eres de
ese privilegiado pequeño porcentaje
quizás menos de un 1 por ciento de
personas que sabe que la materia no
solamente puede estar en estado sólido
líquido y gaseoso aghemo la puedes darle
like al vídeo y escribe un comentario
[Música]
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