Los efectos del espín en los gases

El núcleo atómico puede tener un espín y comportarse como una peonza. ¿Por qué ese espín, aislado del mundo exterior, puede alterar distintas propiedades de los gases?

Desde hace tiempo, los gases de baja densidad, cuyos átomos se hallan muy separados unos de otros, han constituido un campo de trabajo muy fructífero para los físicos. En buena parte, la situación tiene que ver con la sencillez de ese medio. Puesto que los átomos sólo colisionan entre sí ocasionalmente, resulta fácil elaborar una interpretación teórica de las propiedades macroscópicas de dichos gases. La verdad es que nuestros conocimientos deben mucho al trabajo llevado a cabo, a finales del siglo XIX, por James Clerk Maxwell y Ludwig Boltzmann. Situación que contrasta con nuestro conocimiento de las propiedades de los líquidos y sólidos —constituidos por un elevado número de partículas, no muy distantes unas de otras y en mutua interacción constante— propiedades que siguieron envueltas en el misterio hasta que se desarrolló la mecánica cuántica a principios del siglo XX, y todavía persiste ese velo en algunas de ellas.

Ante la sencillez extrema de los gases de baja densidad, alguien pensaría que el interés de ese campo de investigación se ha agotado ya. Pero el trabajo reciente de numerosos físicos, entre los que nos incluimos los autores, demuestra que no es éste el caso. El estudio de los gases de baja densidad sigue proporcionando gran riqueza de fenómenos y muchas sorpresas. En particular, y bajo determinadas circunstancias, las propiedades macroscópicas de un gas constituido por átomos de hidrógeno o de helio pueden cambiar de forma espectacular en virtud de ciertos efectos mecánico-cuánticos.

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