¿De qué material están hechas las baldosas térmicas que toleran enormes temperaturas de 100 millones de grados?

¿Cien millones de grados? Desde luego, en el planeta Tierra, no todavía para baldosas como apunta el sentido de la pregunta.

Temperaturas de casi 4000 ºC es lo que se ha demostrado que pueden soportar unos materiales compuestos por carburo de tantalio y carburo de hafnio, unas cerámicas refractarias, lo que representa un récord mundial en este campo.

El hallazgo parte del equipo del Imperial College de Londres, que descubrió que el punto de fusión del carburo de hafnio es el más alto jamás registrado para un material. Concretamente, 3905 °C.

En un futuro, y si estamos vivos, a lo mejor alguien decide tener un horno o aparato térmico de esas características. Entonces, ya veremos. ¿Y para qué?

Sin embargo, una temperatura 250.000 veces mayor que la del Sol: 4 billones de grados, se ha conseguido en el Laboratorio Nacional de Energía de Brookhaven, en Nueva York, producida en un experimento realizado en el colisionador de iones pesados RHIC, un acelerador de partículas de 3,8 kilómetros de circunferencia que se halla bajo tierra, a 4 metros bajo Upton.

Las explosiones duraron milisegundos y se provocaron haciendo chocar iones de oro entre sí.

Aparte otras cosas y aventuras físicas, el objetivo de todo esto no es otro que los spintronics, materiales que tratan de hacer más pequeños, más rápidos y más poderosos los equipos informáticos.

El Gran Colisionador de Hadrones de Suiza prevé utilizar el mismo sistema, haciendo chocar iones de plomo. Las temperaturas generadas entonces serán aún mayores.

Desde la Física Moderna

El físico teórico ruso Andréi Sájarov (1921-1989) en 1966, propuso la idea de que también debía existir un máximo de temperatura posible.

Planteó que dicho límite debería estar relacionado con el concepto de “la cantidad máxima de energía radiante que se puede introducir en el mínimo volumen de espacio”.

Un volumen mínimo que, a nivel cuántico, se traduce a una escala tan pequeña que el significado de “espacio” pierde el sentido físico. Me estoy refiriendo a distancias del orden de

0,000000000000000000000000000000000001 m (10^-35

Es decir que el volumen mínimo del que hablamos es 10^ -105, algo que es más pequeño que una partícula subatómica.

Realizados los cálculos, Sájarov llegó a la conclusión de que dicha temperatura era de ciento cuarenta pentillones (14140 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000) de grados Celsius (10^ 32 ºC).

Pasó a ser conocida como la temperatura de Planck, o la máxima temperatura que puede existir. Que una vez conocida hace procedente preguntar,

¿Se ha alcanzado alguna vez esa temperatura máxima?

Y cuya respuesta es: Sí. Que sepamos, en este universo se ha alcanzado en dos situaciones diferentes.

Una, de carácter único. Fue un tiempo de Planck (10^-43 s) después del Big Bang.

Cuando el universo era una singularidad y existía en un estado casi perfectamente ordenado, con un valor casi cero de entropía.

Un objeto físico que podía ser descrito por sólo tres magnitudes: masa, momento angular y carga eléctrica.

Pero no olvidemos que la 2ª Ley de la Termodinámica está ahí desde el comienzo de los tiempos, y que es inviolable, esto es un hecho.

Como sabemos esta ley exige, de forma ineludible, que la entropía (esa medida del desorden) de un sistema cerrado aumente.

Lo que implica que el universo sólo tenía una dirección a seguir, la de mayor entropía. Por lo que sufrió una ruptura casi instantánea. Un Big Bang que condujo a la temperatura de Planck.

Otra, de carácter plural. Esta temperatura se alcanza también en los momentos finales de la vida de un agujero negro, cuando se evapora lentamente debido al efecto de túnel cuántico de la materia.

Aunque no lo hemos comentado, el hombre está muy lejos de alcanzar semejantes cotas térmicas.

Por lo que he leído, la temperatura más alta alcanzada de forma artificial se ha conseguido en las entrañas de los grandes aceleradores de partículas que ya he expuesto al comienzo.

Y sabemos que a esas temperaturas, la materia se encuentra en el estado de agregación conocido como plasma.