Científicos de la Universidad Queen Mary de Londres y la Academia de Ciencias de Rusia han encontrado un límite en lo que puede fluir un líquido.

Viscosidad, la medida de cuán líquido es un fluido, es una propiedad que experimentamos a diario cuando llenamos una tetera, tomar una ducha, vierta aceite de cocina o muévase por el aire.

Sabemos que los líquidos se vuelven más espesos cuando se enfrían y más líquidos cuando se calientan, pero, ¿qué tan líquida puede llegar a ser un líquido si seguimos calentándolo?

Finalmente, el líquido hierve y se convierte en gas o una sustancia densa similar a un gas si se calienta a una presión lo suficientemente alta. En el punto en el que pasa del estado similar al líquido al estado gaseoso, se encuentra el valor mínimo de viscosidad.

La viscosidad se considera imposible de calcular a partir de la teoría porque depende en gran medida de la estructura del líquido, composición e interacciones, así como las condiciones externas de una manera complicada. El premio Nobel Steven Weinberg comparó la dificultad de calcular la viscosidad del agua con el problema de calcular las constantes físicas fundamentales, las constantes que dan forma al tejido de nuestro Universo.

A pesar de esta dificultad, los investigadores han desarrollado una ecuación para hacerlo.

En el estudio, publicado en Avances de la ciencia , muestran que dos constantes físicas fundamentales gobiernan qué tan líquido puede ser un líquido. Constantes físicas, o constantes de la naturaleza, son propiedades mensurables del universo físico que no cambian.

Su ecuación relaciona el valor mínimo de la viscosidad elemental (el producto de la viscosidad y el volumen por molécula) con la constante de Planck, que gobierna el mundo cuántico, y la relación de masa adimensional de protón a electrón.

Profesor Kostya Trachenko, autor principal del artículo de la Universidad Queen Mary de Londres, dijo:"Este resultado es sorprendente. La viscosidad es una propiedad complicada que varía fuertemente para diferentes líquidos y condiciones externas. Sin embargo, nuestros resultados muestran que la viscosidad mínima de todos los líquidos resulta ser simple y universal".

También hay implicaciones prácticas de descubrir este límite. Se podría aplicar donde un nuevo fluido para una sustancia química, Se requiere un proceso industrial o biológico de baja viscosidad. Un ejemplo en el que esto es importante es el uso reciente de fluidos supercríticos para formas ecológicas y ambientalmente limpias de tratar y disolver productos de desecho complejos.

En este caso, el límite fundamental descubierto proporciona una guía teórica útil de qué apuntar. También nos dice que no debemos desperdiciar recursos tratando de superar el límite fundamental porque las constantes de la naturaleza moldearán la viscosidad en este punto o por encima de él.

Se cree que las constantes físicas fundamentales y, en particular, las constantes adimensionales (constantes fundamentales que no dependen de la elección de las unidades físicas) definen el Universo en el que vivimos. Un equilibrio finamente ajustado entre la relación de masa protón-electrón y otra constante adimensional , la constante de estructura fina, gobierna las reacciones nucleares y la síntesis nuclear en las estrellas que conducen a elementos bioquímicos esenciales, incluido el carbono.

Este equilibrio proporciona una 'zona habitable' estrecha donde pueden formarse estrellas y planetas y pueden emerger estructuras moleculares que sustentan la vida. Cambie ligeramente una de las constantes fundamentales adimensionales, y el Universo se vuelve muy diferente, sin estrellas, elementos pesados, planetas y vida.

El profesor Trachenko dijo:"El límite fundamental inferior nos recuerda cómo las constantes fundamentales de la naturaleza nos afectan a diario, comenzando por hacer una taza de té por la mañana extendiendo su regla general a específicos, pero complejo, propiedades como la viscosidad del líquido ".

Vadim Brazhkin, coautor principal de la Academia de Ciencias de Rusia, agregó:"Hay indicios de que el límite inferior fundamental de la viscosidad del líquido puede estar relacionado con áreas muy diferentes de la física:los agujeros negros, así como el nuevo estado de la materia, plasma de quark-gluón, que aparece a muy alta temperatura y presión. Explorar y apreciar estas y otras conexiones es lo que hace que la ciencia sea tan emocionante ".