El helio y los isótopos

El profano suele asociar isótopos a radiactividad: se equivoca. Aunque abundan los isótopos radiactivos también hay muchos que no lo son, más aún, los átomos que constituyen nuestro cuerpo, el de los animales y las plantas no son radiactivos. Merece la pena saber qué son los isótopos. Todos los átomos de un elemento químico -como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno o el hierro- tienen exactamente la misma corteza y carga nuclear, pero la masa de su núcleo puede ser ligeramente distinta; los expertos llaman isótopos a cada una de los átomos distintos del mismo elemento. En resumen, con la excepción de la masa, los isótopos de un elemento son indistinguibles. Olvidaba reseñar que la mayoría de los elementos químicos tienen más de un isótopo, que se le apellida por el número de partículas que contiene su núcleo: el silicio con el que están hechas las rocas, por ejemplo, es una mezcla de tres isótopos, el silicio veintiocho, el veintinueve y el treinta; el uranio doscientos treinta y el cinco y el uranio doscientos treinta y ocho se asemejan tanto que separarlos, y aprovechar el más ligero como combustible nuclear, requiere esfuerzos heroicos.

Como el sagaz lector ya habrá deducido los isótopos de un mismo elemento tienen siempre las mismas propiedades químicas. ¿Siempre? Hay una excepción. ¡Ya son ganas de fastidiar! El helio tiene dos isótopos estables, el helio cuatro - casi todo el helio de la naturaleza- y el helio tres. Ambos isótopos difieren radicalmente en estado líquido; tanto, que las mezclas líquidas de helio tres con helio cuatro se separan espontáneamente a determinadas temperaturas; resultan inmiscibles, como el aceite y el agua. Sorprende a los físicos el distinto comportamiento de los dos isótopos porque, con una corteza electrónica exactamente igual, la única diferencia entre ellos está en la masa del núcleo, un veinticinco por ciento menos el tres que el cuatro. Todavía queda algo por reseñar, ambos isótopos del helio presentan una característica única: se vuelven superfluidos en estado líquido; ahora bien, mientras que el isótopo cuatro lo hace a doscientos setenta y un grados bajo cero, el isótopo tres necesita una temperatura mil veces menor. Y recuerdo que un superfluido carece de viscosidad: fluye interminablemente sin fricción en un circuito cerrado y es capaz de escaparse sin rozamiento a través de fisuras completamente impenetrables para gases o líquidos normales. Quién lo haya visto en un laboratorio apenas dará crédito a sus ojos.