Al nivel del cero absoluto, situado a -273,15 °C (o 0 Kelvin), el calor prácticamente desaparece y las leyes de la termodinámica dictan que el movimiento atómico debe cesar casi por completo. Para casi todos los elementos de la tabla periódica, este es el momento de la gran quietud: el gas se convierte en líquido y, finalmente, los átomos se ordenan en una red cristalina rígida, es decir, se congelan.

 

Sin embargo, hay una notable y fascinante excepción en toda la tabla periódica: el helio.

 

A presión atmosférica normal, el helio se niega rotundamente a volverse sólido, sin importar cuánto se acerquen los científicos al cero absoluto. Incluso si logramos enfriarlo hasta una fracción infinitesimal por encima de esa temperatura límite, el helio permanece obstinadamente en estado líquido. ¿Qué secreto físico esconde este gas noble para burlarse de las reglas universales del congelamiento?

 

La dictadura de la física cuántica: la energía de punto cero

 

Para entender por qué el helio no se congela, debemos abandonar el mundo macroscópico al que estamos acostumbrados y sumergirnos en la mecánica cuántica.

 

A temperaturas extremadamente bajas, la energía térmica disminuye drásticamente, lo que permite que las fuerzas de atracción entre los átomos (conocidas como fuerzas de Van der Waals) los atrapen y los fijen en su sitio. Esto es lo que ocurre con el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno y el resto de los elementos.

 

No obstante, el helio posee dos características únicas que dinamitan este proceso:

 

Una masa atómica extremadamente baja: Los átomos de helio son diminutos y ligeros.

 

Fuerzas interatómicas excepcionalmente débiles: La atracción electromagnética entre los átomos de helio es la más débil de cualquier sustancia conocida en la naturaleza.

 

Debido a estas propiedades, entra en juego un fenómeno cuántico fundamental conocido como la energía de punto cero. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, las partículas subatómicas nunca pueden estar completamente quietas ni tener una posición y velocidad perfectamente definidas, ni siquiera a cero absoluto. Siempre conservan una vibración residual mínima.

 

En el caso del helio, esta energía cinética residual de punto cero es tan intensa, en comparación con la débil atracción entre sus átomos, que actúa como un escudo invisible. Esa inquietud cuántica perpetua impide que los átomos se detengan lo suficiente como para formar un sólido cristalino bajo la presión normal del aire.

 

 

(Foto: Wikimedia Commons)

 

¿Es imposible congelar el helio bajo cualquier circunstancia?

 

La respuesta corta es no; la física encuentra un resquicio, pero requiere condiciones extremas.

 

El helio sí puede llegar a congelarse, pero nunca a presión atmosférica normal. Para lograr que los átomos de helio dejen de bailar y se cristalicen, es necesario aplicar una presión externa masiva, de al menos 25 atmósferas (unas 25 veces la presión atmosférica al nivel del mar). Al comprimir los átomos a la fuerza mediante presión mecánica, se logra vencer su agitación cuántica y obligarlos a adoptar una estructura sólida.

 

Curiosamente, el hielo de helio resultante es tan frágil y poco denso que flota en su propio líquido si no se mantiene la presión adecuada.

 

El estado más extraño de la materia: la superfluididad

 

Al no poder congelarse de forma convencional, el helio líquido adopta comportamientos todavía más sorprendentes cuando se enfría por debajo de los 2,17 Kelvin (-270,98 °C). En este punto, experimenta una transición de fase hacia un estado cuántico conocido como superfluido.

 

En este estado, el helio adquiere una viscosidad completamente nula. Esto provoca efectos verdaderamente surrealistas:

 

Puede trepar espontáneamente por las paredes de un recipiente y desbordarlo.

 

Fluye a través de poros microscópicos o grietas imposibles sin encontrar la más mínima fricción.

 

Conduce el calor de manera casi infinita, superando a cualquier otro material conocido.

 

Cómo se extinguirá la civilización humana: (y cómo podremos evitarlo) – de Víctor Arenas.

 

¿Qué ocurriría si la civilización que hemos construido con siglos de progreso colapsara bajo el peso de sus propias paradojas? ¿Y si el mayor desafío de la humanidad no fuera solo evitar la catástrofe, sino garantizar que la antorcha del conocimiento no se apague en la oscuridad posterior?

 

En una época en la que la complejidad de nuestra tecnología ha alcanzado su punto más alto y, al mismo tiempo, su mayor fragilidad, este libro, del divulgador científico Víctor Arenas, ofrece una mirada audaz, rigurosa y profundamente lúcida sobre el destino de la humanidad. Lejos de la especulación catastrofista o del optimismo ingenuo, este tratado, además de describir todas las formas relevantes y posibles del final de la civilización, analiza la arquitectura real del colapso y traza una hoja de ruta técnica, filosófica y ética para la reconstrucción.

 

A lo largo de sus páginas, el lector realizará un viaje a través de amenazas como el impacto de un asteroide, pandemias globales, guerras nucleares, súper volcanes, ataques extraterrestres, inteligencia artificial desalineada, etc., pero sobre todo, conocerá cómo evitarlas o afrontarlas si se hacen realidad.