Materia densa y caliente: cómo los láseres comprimen la materia hasta 25 gramos por centímetro cúbico exprés

Original: "Informing spectral models for dense plasmas with K-edge absorption measurements of warm dense copper"
arXiv:2608.19382v1 · 2026-08-19 · CC BY 4.0 · 2 min
Los científicos calentaron un blanco hasta 20 electronvoltios (unos 230 000 grados) y lo comprimieron a una densidad 25 veces mayor que la del agua, para entender cómo se comporta la materia en condiciones extremas.

Un rayo láser impacta en un blanco delgado escondido entre capas de otro material. En milmillonésimas de segundo, la materia se comprime hasta una densidad de 25 gramos por centímetro cúbico, como si un trozo de plomo se volviera más de dos veces más pesado sin moverse de su sitio. La temperatura salta a 20 electronvoltios, unas 230 000 veces más caliente que el ambiente. Este estado se llama materia densa y caliente: no es sólido ni gas, sino algo intermedio donde los electrones ya se han desprendido de los átomos pero aún no se han dispersado por completo.

Para mirar dentro de este estado, los científicos iluminaron el plasma con rayos X. Los átomos de hierro en el blanco absorben los rayos X a ciertas energías, y por la forma de esas muescas en el espectro se puede determinar cuántos electrones ha perdido cada átomo y cuán caliente está el medio. Resultó que los modelos simples que tienen en cuenta las colisiones de partículas y añaden efectos de densidad de forma aproximada no coinciden con las mediciones. En cambio, un cálculo más complejo basado en la mecánica cuántica de muchas partículas reproduce mejor la forma general del espectro, aunque tampoco es perfecto.

La materia densa y caliente se encuentra en el interior de los planetas gigantes y en las envolturas de las enanas blancas, restos de estrellas donde una cucharadita de materia pesaría toneladas.

La diferencia entre los modelos muestra que en un plasma denso y caliente los electrones se influyen mutuamente más de lo que se suponía. Esto es importante no solo para los experimentos de laboratorio, sino también para comprender cómo son las entrañas de Júpiter o los procesos en la fusión por confinamiento inercial con láser. Por ahora ninguna teoría describe todos los detalles, pero el camino hacia una mejor descripción está trazado.

A una densidad de 25 g/cm³, un cubo de materia del tamaño de un dado pesaría unos 400 gramos, como un buen trozo de mantequilla, pero decenas de veces más duro que el acero.

Científicos
Ludwig BoltzmannWilliam Lawrence BraggMichael FaradayHendrik LorentzEmile ClapeyronGeorge Gabriel Stokes
Conceptos
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