Egoera fisikoak

Gutako gehienontzat sustantzia baten edo gorputz baten egoera fisikoa zein den esatea ez da gauza zaila. Zertaz ari garen erraza badirudi ere, gogoan daukat antzerako galdera bati lehen hezkuntzako ikasle batek erantzundakoa. Sustantzia edo gorputz ezberdinen aurrean bakoitzaren egoera fisikoa zein zen zehaztu behar zuen, eta adreilu baten aurrean likidoa zela esan zuen. Zergatik esaten zuen hori galdetutakoan, zuloz beteta zegoela erantzun zuen. Beraz, ez zegoen hain garbi zergatik sustantzia batzuk diren solidoak, beste batzuk likidoak... Eta honekin loturik gure irakasle batek ikasturtearen lehenengo egunean esandakoa etorri zait gogora: Deborahren salmoa omen da, eta halaxe esaten du: Mendiak Jaungoikoaren aurrean isurtzen dira. Esaldi erlijioso honen atzean beste esanahi ezkutuagoak egongo diren arren, ikuspegi zientifikotik ere ez da astakeria galanta.

Bizitza arruntean erraz bereizten ditugu ohiko hiru egoera fisikoak: gasak, likidoak eta solidoak. Baina badira egoerak hain garbiak izaten ez direnak. Sustantzia baten egoera fisikoa zehazteko parametro berri bat hartu behar da kontuan: denbora hain zuzen ere. Badakigu egoera fisiko batetik bestera pasatzeko modurik errazena tenperatura aldatzea dela. Sustantzia solido bat berotutakoan, normalean likido bihurtuko da eta hau gehiago berotuz gero, gas egoerara pasako da. Baina denbora laburrean behatuz gero, solidoa dirudien sustantzia bat, denbora luzeagoz aztertuz gero, likidoen propietateak dituela ikus daiteke. Ad. Kolneko katedraleko leihoetan dauden beirak aztertu eta, beira horien lodiera nola aldatu den erakutsi dute. Denbora luzeak igarotzen utziz gero, beira «solidoa» isuri egin da likidoek egiten duten antzera eta horrexegatik leihoetako beheko aldean dagoen beira zatia lodiagoa da goiko aldean dagoena baino. Ume bati plastilina pusketa bat eman eta zein egoeratan aurkitzen den galdetuz gero, solido bat dela esango liguke, baina plastilina denbora luzez mahai baten gainean utziz gero, bere pisuaren eraginez «isuri» egiten da, eta bere forma edo eite geometrikoa aldatuz doa, hau da, likidoen antzera edukinontzira egokituko da. Denbora laburra baldin bada, sustantziaren atomoak ez dute nahikoa denborarik mugitzeko eta forma egonkor batean mantentzen dira, baina denbora luzeetan behatuz gero mugimendu motelak nola gertatzen diren ikus daiteke. Beraz, tenperaturak egoera batetik besterako aldaketa eragin dezakeen antzera, denborak ere antzeko portaera eragin dezake.

Eta egoera fisikoen arteko sailkapena hain erraza ez dela erakusteko beste adibide bat kristal likidoena da. Zer dago izen horren azpian? Badirudi kontrajarriak diren bi kontzeptu elkarbildu ditugula. Definizioz, likidoak isotropikoak izaten dira, hau da, euren propietateak norabide guztietan berdinak dira, eta hau zergatik? Ez dutelako ordenamendurik espazioan. Aldiz, egitura kristalinoa esaten dugunean, modu jakin batean ordenatutako atomoez ari gara, eta ordenamendu horrek sustantzien anisotropia dakar, hots, propietateak gorputz horren norabidearen araberakoak izan daitezke (norabide batean jasan dezakeen tentsioak edo deformazioak eta beste batekoak ez dute zergatik berdinak izan behar). Zer dira orduan kristal likidoak? Egoera solidoaren eta likidoaren tarteko egoera bitxia. Kristal likidoek likidoen jariatzeko ahalmena dute eta solidoen propietate optikoak. Askotan molekula zilindrikoak dituzten sustantzietan agertzen dira eta hauetan kristal likido batzuetan molekula zilindriko horiek paraleloki ordenatuta agertzen dira. Molekula horiek mugitzeko askatasuna baldin badute ere, euren ardatz luzearen inguruan bakarrik bira dezakete, edo geruzatan jartzen dira eta geruza barneko mugimenduak gerta daitezke, baina ez geruzen artean…

Kristal likidoek aplikazio asko dauzkate gaur egun: kalkulagailuen pantailetan, erloju digitaletan, termometroetan eta beste hainbatetan; eta euren garrantzia egitura kristalino likido batetik bestera pasatutakoan propietate optikoak aldatzen direla da hain zuzen. Zer behar da, ordea, egitura «kristalino likido» batetik bestera pasatzeko? Tenperatura-aldaketa txiki bat, presio-aldaketa txiki bat...