Física de la Materia Condensada: Secretos para Colombia | ORBITECH

¿Qué es la materia condensada?

La materia condensada estudia sistemas con muchas partículas donde las interacciones electromagnéticas dominan sus propiedades macroscópicas.
Piensa en un imán de nevera: su magnetismo viene de interacciones entre átomos
Incluye desde metales cotidianos hasta materiales exóticos como superconductores y cristales líquidos.
Los superconductores no ofrecen resistencia al paso de corriente eléctrica
En Colombia, universidades como la UNAL investigan estos fenómenos.
Busca grupos de investigación en física de materiales en su página web

E = m c^{2}

Superconductores: materiales que conducen electricidad sin resistencia a temperaturas extremadamente bajas. $R = 0 (a T < T_{c})$
En Medellín investigan superconductores de alta temperatura crítica
Ferromagnetismo: los electrones se alinean creando un campo magnético permanente. $M = χ H$
Como los imanes de tu nevera, pero a nivel microscópico
Cristales líquidos: fase intermedia entre sólido y líquido, usada en pantallas LCD.
Los colores de tu celular vienen de cristales líquidos
Condensados de Bose-Einstein: existen solo a temperaturas cercanas al cero absoluto (0 K). $T \approx 0 K$
Más frío que el helio líquido en laboratorios de UIS

T_{c} = \frac{ℏ^{2}}{2 m k_{B}} {(\frac{3 n}{π})}^{2 / 3}

Experimentos miden propiedades como conductividad eléctrica, magnetización y calor específico.
Usan equipos como microscopios de fuerza atómica y espectrómetros
Teorías aplican mecánica cuántica y mecánica estadística para predecir comportamientos.
La estadística cuántica explica por qué los electrones se comportan como ondas o partículas
En Colombia, grupos en UNAL y UNIVALLE simulan materiales por computador.
Pregunta por proyectos de grado en física computacional
La superconductividad se descubrió en 1911 por Heike Kamerlingh Onnes en Leiden.
Fue un hallazgo accidental mientras enfriaba mercurio

F = m a (para sistemas de partículas)

Superconductores podrían revolucionar el transporte eléctrico en Bogotá, reduciendo pérdidas por resistencia.
Imagina trenes que flotan sobre imanes sin gastar energía
Cristales líquidos están en todas las pantallas que usas: TV, celulares y computadores.
Su propiedad de cambiar de color con voltaje los hace ideales para displays
Materiales magnéticos se usan en discos duros de computadores y tarjetas de crédito. $B = μ_{0} n I$
El campo magnético almacena tus datos en bits
En "San Andresito" venden imanes de neodimio por unos 20 000 COP, usados en proyectos escolares.
¡Cuidado! Pueden atrapar objetos con mucha fuerza

ρ = \frac{m}{V}

Materia condensada: sistemas con muchas partículas e interacciones fuertes entre ellas.
Piensa en un vaso de agua: millones de moléculas interactuando
Fases de la materia: sólido, líquido, gas, plasma y fases exóticas como superconductores.
En el ICFES pueden preguntar por propiedades de cada fase
Propiedades emergentes: comportamientos que aparecen solo en sistemas con muchas partículas.
La superconductividad es una propiedad emergente
Experimentos vs teorías: los físicos usan ambos para entender los materiales.
Primero experimentas, luego teorizas y vuelves a experimentar
Para el ICFES, enfócate en superconductores, cristales líquidos y ferromagnetismo.
Estos temas suelen caer en preguntas de opción múltiple

P = F \cdot v

La física de materia condensada es el campo más activo de la física contemporánea.: Un tercio de los físicos estadounidenses trabajan en este campo según fuente [1]
Superconductividad descubierta en 1911.: Heike Kamerlingh Onnes observó que el mercurio perdía resistencia eléctrica a 4.2 K
Cristales líquidos se usan en pantallas desde los años 70.: Revolucionaron la tecnología de visualización en dispositivos electrónicos
En Colombia, la UNAL tiene programas de posgrado en física de materiales.: Forma investigadores que trabajan en superconductores y nanomateriales