¿Es el vidrio un líquido o un sólido?

Una de las preguntas de física más persistentes asociadas a las leyendas urbanas populares es si el vidrio es líquido o sólido. La respuesta de primer orden es que es sólido y no fluye, incluso durante siglos. La noción de que el vidrio es un líquido proviene de dos fuentes: que las viejas ventanas de las iglesias son más gruesas en la parte inferior que en la parte superior, y una lectura errónea de un antiguo libro de física del físico alemán Gustav Tammann (1861-1938), que se refirió a él como un «líquido sobreenfriado congelado». El mito omite la parte «congelada».

De manera algo más sutil, el vidrio es un sólido no convencional, conocido como sólido amorfo. Para la mayoría de las sustancias líquidas, el enfriamiento da como resultado la cristalización y una transición de primer orden a un estado sólido. Para los sólidos amorfos, en lugar de cristalizar y experimentar una transición de primer orden, la viscosidad continúa aumentando y no se produce cristalización. Eso es parte de por qué es transparente: los materiales con arreglos atómicos irregulares transmiten mejor la luz. Aunque existe una transición de segundo orden en la que las propiedades del material de un vidrio cambian cuando se solidifica, esto no es tan sustancial como la transición de primer orden que se encuentra entre la mayoría de los otros compuestos.

El vidrio puede tener una variedad de propiedades materiales diferentes según la rapidez con la que se enfríe y la presencia o ausencia de trazas de impurezas, que pueden proporcionar núcleos alrededor de los cuales ocurre la cristalización. Esto es diferente a los sólidos clásicos, que tienen las mismas propiedades básicas del material sin importar qué. El vidrio a veces se define como un sistema que no se encuentra en un punto de equilibrio; técnicamente, podría cristalizar en cualquier momento, y esto a veces ocurre en material con impurezas. Solo se considera que un sólido cristalino está en equilibrio.

Básicamente, el argumento se reduce a que “sólido” y “líquido” son meramente etiquetas idealistas que la gente aplica a varias sustancias físicas, aunque existe un continuo de posibles arreglos atómicos con propiedades que se mezclan entre los dos. Por ejemplo, un fluido no newtoniano parece un líquido, pero bajo la aplicación repentina de presión, se vuelve como un sólido. Fundamentalmente, para comprender verdaderamente el mundo, las personas deben familiarizarse con los numerosos estados posibles de la materia más allá de la aproximación simplista de primer orden de «sólido», «líquido» y «gas».