El reciente descubrimiento del bosón de Higgs ha logrado confirmar las teorías existentes sobre el origen de la masa y, gracias a eso, también una potencial explicación a otros misterios de la Física. abc.es
Sin embargo, y más allá del Higgs, los científicos estudian continuamente otras fuerzas y fenómenos, mucho menos comprendidos pero que también pueden arrojar luz sobre cuestiones aún no resueltas. Entre ellas se encuentra la turbulencia cuántica, escribe Katepalli Sreenivasan, profesor de la Universidad de Nueva York, en un número especial de la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
El análisis de Sreenivasan, escrito junto a Carlo Barenghi, de la Universidad de Newcastle y Ladislav Skrbek, de la Universidad Charles de Praga, examina la trascendencia y los potenciales de este raro fenómeno.
La turbulencia cuántica es el movimiento caótico que experimentan los fluidos a nivel subatómico y a temperaturas cercanas al cero.
Las observadores de las turbulencias se remontan muy atrás en el tiempo, hasta llegar al mismísimo Leonardo da Vinci, que fue de los primeros en estudiar ese complejo estado de movimiento de los fluidos. El genio del Renacimiento observó que el agua que cae en un estanque crea remolinos de movimiento, y dedujo a partir de ahí que el los movimientos del agua son capaces de dar forma a un paisaje.
Un reto continuo
Hoy en día, los científicos estudian “estanques” mucho más grandes, el universo e incluso más allá, pero sus investigaciones siguen centrándose en los mismos principios básicos de este fenómeno.
Su importancia es más que evidente en nuestras vidas. Por ejemplo, la eficiencia de los motores de reacción depende de la turbulencia, pero también otros fenómenos mucho más lejanos, como la generación de los campos magnéticos de las galaxias.
Sin embargo, y a pesar de lo cotidiano, la mayoría de estos trabajos siguen sin poder ofrecer una explicación completa del fenómeno. Según escriben los autores, “la turbulencia sigue suponiendo para los físicos, los matemáticos y los ingenieros un reto continuo”.
El artículo de PNAS se centra en una forma especial de turbulencia, la turbulencia cuántica, que aparece en los fluidos cuánticos. Estos líquidos se diferencian de los fluidos normales en algunos aspectos fundamentales, además de su extraordinaria “vitalidad” a temperaturas cercanas a cero. Por un lado, en efecto, pueden fluir libremente porque carecen de viscosidad, cuya resistencia dificulta el flujo de un líquido. Por otro, su rotación se limita a las líneas de vórtice, en marcado contraste con los remolinos de los fluidos ordinarios, que varían en tamaño, forma y resistencia.
En su artículo, los investigadores describen las propiedades básicas de la turbulencia cuántica y consideran sus diferencias con la turbulencia clásica. “Nuestro objetivo -escriben- es vincular a los artículos de este número especial y proporcionar una perspectiva del futuro desarrollo de una materia que contiene aspectos de la mecánica de fluidos, la física atómica, la materia condensada y la física de bajas temperaturas. Los próximos estudios experimentales de la turbulencia cuántica explorarán las desconocidas condiciones físicas que la naturaleza impone a temperaturas muchos órdenes de magnitud más bajas, revelando fenómenos aún no conocidos por la física”.