A lo largo de la historia de la humanidad, existe un material que ha sido usado por varios milenios. Este material es el vidrio, el cual, cuando uno lo piensa, se encuentra en muchas cosas a nuestro alrededor, desde simples ventanas hasta grandes telescopios. Es apenas hasta unos cientos de años que los investigadores se han dedicado a determinar diferentes propiedades de los materiales, lo cual ha generado un debate entre expertos y amantes de las ciencias, ¿es el vidrio un sólido o un líquido?
Cuál es el estado del vidrio
Esta pregunta, con una respuesta aparentemente obvia, se ha convertido en casi un mito dentro de la sociedad científica y ha rondado dentro de la mente de varios investigadores. Todo comenzó con la hipótesis de que, dentro de los vitrales de varias iglesias de la Roma antigua, se puede apreciar cómo la parte inferior es mucho más gruesa que la superior, lo que a la vista lleva a la conclusión de que el vidrio fluye, tal como lo hace un líquido, haciendo ambigua la conjetura de que el vidrio es un sólido.
La solidificación consiste en que las moléculas se asientan en una estructura cristalina, pero al observar un vidrio bajo el microscopio, se aprecia que éste es un cristal que no se ha estabilizado, por lo que sigue fluyendo de manera extremadamente lenta. El término “vidrio” no es claro dentro de la bibliografía, ya que se ciertos autores lo definen como un sólido amorfo no cristalino, y otros como un líquido sobreenfriado que permanece como líquido a temperaturas más bajas que la de solidificación.
En la actualidad, investigadores de las Universidades de Bristol y de Kioto han combinado técnicas computacionales y la teoría de la información para responder esta interesante pregunta, que el tamaño de las regiones sólidas crecería hasta que no hubiera regiones líquidas, llegando a un estado considerado como sólido. Aun así, cabe recalcar que existen diferentes composiciones para el vidrio y cada una debe ser estudiada, para obtener una respuesta definitiva a este largo y complejo debate.
Por qué el vidrio es un sólido
Todo es cuestión de tiempo, responderían los investigadores
¿Será que el vidrio nunca deja de fluir? Investigadores de la Universidad de Bristol y la Universidad de Kioto han combinado la simulación por computadora y la teoría de la información, originalmente inventada para la comunicación telefónica, y la criptografía, para responder a esta desconcertante pregunta.
Al contemplar un soplador de vidrio en acción podemos ver claramente la naturaleza líquida del vidrio caliente. Una vez que el vidrio se ha enfriado hasta alcanzar la temperatura ambiente, se convierte en sólido y podemos verter vino en él, o usarlo en la fabricación de ventanas.
En una escala microscópica, solidificación significa que las moléculas se han asentado en una estructura cristalina. Y, sin embargo, cuando se observan en el microscopio, parecería que el cristal no se ha estabilizado, sino que sigue fluyendo, aunque lentamente.
Niños índigo y cristal: Sus características y su impacto en la sociedadEl enigma de un material que parece sólido ante cualquier observador, a la vez que se observa líquido bajo el microscopio, ya es viejo. Incluso con la ayuda de las supercomputadoras de hoy parece imposible verificar en simulaciones si un vaso nunca deja de fluir.
Para responder la pregunta de qué sucede a una muy baja temperatura, y si el material completo llega a ser verdaderamente sólido, investigadores de las escuelas de Física, Química y Matemáticas de la Universidad de Bristol, dirigidos por Paddy Royak y Karoline Wiesner, se asociaron con Ryoichi Yamamoto, de la Universidad de Kyoto.
Los investigadores descubrieron que el tamaño de las regiones de tipo sólido del material aumentan con el tiempo y los átomos de esas regiones se organizan en formas geométricas como el icosaedro. Tales configuraciones icosaédricas las predijo en 1952 Sir Charles Frank en el Laboratorio de Física HH Wills de la Universidad de Bristol.
Karoline Wiesner apuntó: “La teoría de la información nos proporcionó las herramientas matemáticas para detectar y cuantificar los movimientos de los átomos, los cuales se comportaban como si estuvieran en comunicación entre sí”.
Paddy Royal agregó: “Encontramos que el tamaño de las regiones sólidas de icosaedro crecería hasta que no hubiera regiones líquidas, y así, el cristal debería considerarse un verdadero sólido”.