Después de ver videos de YouTube de personas que enfrían el agua en una botella y luego la congelan golpeándola, algo sobre este concepto se solidificó para Matthew M. Szydagis, profesor asistente de física en la Universidad de Albany, Universidad Estatal de Nueva York, especialmente cuando lo volvió a ver durante la película de Disney "Frozen".
Durante la Reunión de abril de la American Physical Society de 2019 en Denver, Szydagis describirá cómo esto lo inspiró a explorar si una partícula subatómica como la materia oscura puede desencadenar la congelación del agua sobreenfriada.
"Todo mi trabajo está motivado por la búsqueda de materia oscura, una forma de materia que estamos seguros existe porque podemos observar sus efectos gravitacionales indirectos", dijo Szydagis. "Constituye una fracción significativa del universo, pero aún tenemos que descubrir evidencia directa, concluyente e inequívoca de ello dentro del laboratorio ".
Szydagis explicó que si el agua está lo suficientemente limpia, baja en impurezas, como partículas de polvo, y se coloca en un recipiente lo suficientemente suave, se puede enfriar por debajo de su punto de congelación de 0 C 32 F sin congelarla.
"Esto se llama 'sobreenfriamiento' y es similar a cómo el agua se puede sobrecalentar fácilmente en el microondas, esencialmente calentada por encima de su punto de ebullición sin hervir realmente. Es simplemente lo contrario", dijo. "El agua termina, ya sea ende estos casos, en un estado conocido como 'metaestabilidad', tampoco inestable ni bastante estable ".
Una perturbación puede desencadenar la transición de fase, la congelación y la cristalización, en este caso. "Esta no es una congelación ordinaria, y forma una nieve blanca en lugar de hielo transparente", agregó. "Enfriamos el agua líquida a una temperatura tan fría como ...20 C -4 F en nuestro laboratorio sin que se congele. No es lo mismo que la depresión del punto de congelación, como cuando salas la acera, porque el agua era pura y no estaba contaminada con impurezas a propósito ".
El grupo demostró que ciertas formas de partículas que golpean el agua pueden hacer que se congele microscópicamente subatómicamente si se enfría primero. "Algunas partículas como los neutrones pueden incluso dispersarse varias veces dentro del agua", dijo Szydagis.demuestre esto no solo con fuentes de partículas disponibles comercialmente, sino también con una placa Fiestaware 'rojo radiactivo' con pintura a base de uranio naranja de la década de 1950 ".
Crearon un nuevo detector basado en el agua sobreenfriada, denominada "cámara de bola de nieve" porque combina bien con las cámaras de "burbuja" y "nube", que son tecnologías de principios a mediados del siglo XX que utilizan ebullición y condensación.
El agua sobreenfriada ciertamente no es nueva; ha sido estudiada durante numerosas décadas por químicos y físicos de materia condensada, hasta -40 C -40 F. Incluso hay publicaciones sobre ella que datan de hace más de 100 años.
"Pero logramos descubrir una nueva propiedad del agua sobreenfriada", dijo Szydagis. "Para nuestra gran sorpresa, encontramos que algunas partículas neutrones pero no otras rayos gamma desencadenan la congelación. Ya que esta es una investigación básica quenunca se había hecho antes, no había garantía de que funcionaría. Era un enfoque de "probemos y veamos", el método científico en su forma más básica. No solo tenemos un nuevo detector de partículas fundamentales, sino que potencialmentemateria oscura porque se cree que los neutrones la emulan "
El grupo prevé numerosas otras posibles implicaciones para su descubrimiento, incluida la detección de armas nucleares en la carga para la seguridad de la patria, la comprensión de la formación de nubes y el suministro de pistas sobre cómo hibernan ciertas especies de mamíferos, sobreenfriando su sangre de alguna manera.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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