Nobel de Física a los estados exóticos de la materia

Tres físicos británicos se repartirán este año los ocho millones de coronas (unos 830.000 euros) que la Academia sueca otorga a los ganadores del Premio Nobel de Física 2016. De esa cantidad, David Thouless, que trabaja en la Universidad de Washington en Seattle (EE. UU.), recibirá una mitad y Duncan Haldane (Universidad de Princeton) y Michael Kosterlitz (Universidad de Brown) se repartirán la otra.

El motivo por el que se han llevado el Nobel ha sido “por los descubrimientos teóricos de las transiciones de fase topológica y fases topológicas de la materia”. En lenguaje más llano, podríamos decir que sus investigaciones se centran en estudiar los secretos exóticos de la materia en condiciones cuánticas. Se habla de transiciones de fase para describir los cambios que sufre la materia, como cuando el hielo se derrite y se convierte en agua o el agua se evapora y forma vapor de agua. Pero ellos han abierto la puerta hacia un mundo desconocido donde la materia existe no sólo en estado sólido, líquido o gaseoso, sino en estados extraños. A los tres debemos el descubrimiento teórico de nuevos estados de la materia que van más allá de los límites conocidos marcados por los cambios de temperatura.

Su trabajo se centra en comprender el comportamiento de la materia a escalas microscópicas, donde mandan las leyes cuánticas y no las reglas del mundo que podemos ver con los ojos y que nos resulta familiar. Ya en los años 70, Kosterlitz y Thouless identificaron un tipo de transición de fase completamente nueva en sistemas bidimensionales en los que los defectos topológicos desempeñan un papel fundamental. Con su investigación se puede entender mejor el funcionamiento de algunos tipos de imanes y de fluidos superconductores y superfluidos. Demostraron que la superconductividad puede suceder a bajas temperaturas y también explicaron el mecanismo, la transición de fase, que hace que la superconductividad desaparezca a altas temperaturas. Las teorías de Thouless y Kosterlitz también han servido para conocer el funcionamiento cuántico de sistemas unidimensionales a temperaturas muy bajas.

Luego, en los 80, Thouless desarrolló junto a F. Duncan Haldane métodos teóricos para describir fases de la materia que no pueden ser identificadas por su pauta de ruptura de simetría. En este campo, explicaron el comportamiento bidimensional de gases electrónicos empleando conceptos topológicos. Muchos de estos comportamientos inesperados de la materia en condiciones extremas han sido confirmados después por diversos experimentos.Los hallazgos de los tres científicos británicos abren la vía a desarrollar materiales innovadores que podrán tener aplicaciones en diversas ramas de la ciencia de materiales y en la electrónica del futuro.

Fuente: Muyinteresante.es