constante de los gases

En lo profundo de la montaña Jinping, bajo dos kilómetros de roca, un haz de protones choca contra una nube de gas. Antes, entre el acelerador y el blanco se colocaba una fina lámina, como el vidrio de una ventana. Esta retenía partículas, difuminaba su energía y dificultaba la observación de las raras reacciones nucleares que alimentan a las estrellas.

Un haz de protones dirigido a un tumor atraviesa los tejidos blandos como un cuchillo caliente en la mantequilla, pero su alcance depende de las propiedades más sutiles del agua, de la que estamos hechos en su mayor parte. El agua es el componente principal del cuerpo, y de lo rápido que los protones se frenan en ella depende dónde exactamente depositan su energía.

El agujero negro de Kerr-NUT no es solo una aspiradora cósmica. Es una solución de las ecuaciones de Einstein en la que el agujero tiene masa, rotación y un extraño parámetro NUT. Se comporta como una carga magnética para la gravedad: aunque parece invisible, altera las propiedades del espacio circundante.

Un cubo de hielo en té caliente se derrite exactamente a cero grados. ¿Y si el hielo estuviera hecho de partículas subatómicas y el té fuera materia nuclear ardiente?

Si echas arena en un vaso, se asienta en una capa uniforme. Pero en lugar de arena, tomemos partículas diminutas de gas: en un campo gravitatorio no solo caen, cada grano se desplaza por su trayectoria, choca con sus vecinas, y todo ese ajetreo genera presión. Añade los efectos de la relatividad y la imagen familiar cambia sutilmente.

Una olla de aluminio en la estufa se derrite a 660 grados Celsius, eso lo sabe cualquiera. Pero, ¿qué pasa si se calienta el aluminio cien veces más? El líquido empezará a hervir, y aquí comienza el enigma: ¿a qué temperatura exacta ocurre?

Los rayos cósmicos son partículas que nos llegan desde el espacio profundo. Cuando una de estas partículas choca contra la atmósfera, genera toda una lluvia de nuevas partículas, como una bola de billar que rompe el triángulo y las bolas salen disparadas en todas direcciones.

Una trampa magnética con forma de rosquilla confina un plasma de boro e hidrógeno. En su interior, la temperatura supera los cien millones de grados, más que en el centro del Sol. Con ese calor, los núcleos chocan y se fusionan, liberando energía.

Cuando un núcleo pesado choca a gran velocidad contra el gas interestelar, se rompe en pedazos. Esos pedazos — litio, berilio, boro — continúan su viaje, y su cantidad en el flujo de rayos cósmicos depende de cómo ocurrió la fragmentación.

Alguien empieza a arrugar una hoja de papel lisa. Primero aparecen pliegues dispersos, luego cubren toda la superficie, y la hoja ya no es plana sino rugosa. Algo parecido le ocurre a la llama de hidrógeno: con un flujo de gas tranquilo es lisa y está inclinada en un ángulo, pero basta con cambiar la composición de la mezcla para que la superficie se cubra de celdas y arrugas.

Una cacerola de agua calentada por debajo es un ejemplo sencillo de turbulencia. El líquido caliente asciende, el frío desciende, y el flujo se divide espontáneamente en celdas giratorias, similares a rollos horizontales. En un nuevo trabajo, los físicos tomaron un recipiente rectangular ancho (diez veces más largo que su altura) y siguieron cuántos de esos rollos aparecían.

Dos haces láser se cruzan en un ángulo diminuto, y en la nube de átomos de rubidio aparece una red invisible: unos átomos están excitados y otros no. Luego, esa red comienza a desvanecerse, como un dibujo en la arena bajo el viento. Los átomos chocan con las moléculas del gas circundante y se dispersan en todas direcciones.

El neutrón es una partícula sin carga, pero con estructura interna. Como una pelota que por fuera parece lisa, pero por dentro tiene un relleno complejo. Los científicos llevan tiempo queriendo entender cómo se distribuyen las fuerzas eléctricas y magnéticas dentro del neutrón. Para ello hay que 'palparlo': hacerlo chocar con su antipartícula y ver qué ocurre.

En las frías y tenues nubes del espacio, las partículas se encuentran raramente, pero a veces un ion y una molécula neutra pasan lo bastante cerca como para unirse. Al hacerlo, emiten luz, como un destello apagado que se lleva el exceso de energía. Este proceso se llama asociación radiativa y es responsable de la formación de muchas moléculas en el espacio interestelar.

Las galaxias del universo no están dispersas al azar: las vecinas se mueven en la misma dirección, como un banco de peces, mientras que las lejanas van cada una por su cuenta. Dónde está el límite entre 'juntas' y 'por separado' no estaba claro hasta ahora.

Al igual que en una habitación atestada cada persona extra aumenta bruscamente la presión en las paredes, en una estrella de neutrones el incremento de densidad provoca un aumento de la resistencia interna. Pero incluso esta resistencia tiene un techo absoluto.