El Nobel de Física por descifrar las nuevas formas de la materia

Los ganadores del Nobel de Física de este año elaboraron una herramienta matemática que permite conocer y predecir formas exóticas de la materia, abriendo así el camino para futuros desarrollos tecnológicos relacionados con la computación cuántica y el almacenamiento magnético.

Estos materiales “exóticos o inusuales”, se pueden comprender y predecir gracias al “marco conceptual” desarrollado por los británicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz, quienes fueron galardonados ayer con el Premio Nobel de Física 2016.

Uno de los ganadores, David J. Thouless, nació en 1934 en Bearsden, Reino Unido y es doctor por la Universidad de Cornell, Estados Unidos, y es profesor emérito de la Universidad de Washington.

Duncan M. Haldane nació en 1951 en Londres, se doctoró en Cambridge y ahora es profesor de Física en Princeton, Estados Unidos, mientras que Michael Kosterlitz, nació en 1942 en Aberdeen, Reino Unido, y también es profesor de Física en Estados Unidos, en la Universidad de Brown.

Los galardonados recibirán un diploma, una medalla de oro y un premio económico, que este año será de 8 millones de coronas suecas (832.000 euros), la mitad de los cuales serán para Thouless.

DE QUE SE TRATA EL HALLAZGO

Para entender de qué se trata el aporte realizado por los científicosbritánicos, los especialistas explican que las fases de estos materiales son los estados de una materia, sólido, líquido y gaseoso, y la topología es la disciplina de la matemática que describe estructuras cuya característica básica se mantiene a pesar de las deformaciones.

“Un cuadrado -señala el físico platense Santiago Grigera- puede convertirse en un círculo y seguirá siendo igual topológicamente, pero un círculo no puede convertirse en un anillo sin hacer en él un agujero”.

A través de la topología, los científicos elaboraron una herramienta para entender el orden y la distribución de los átomos en materiales bidimensionales y unidimensionales, y conocer nuevas fases posibles.

“Estos científicos -explicó Grigera- describieron mecanismos por los cuales se puede convertir determinados materiales bidimensionales en superconductores o superfluidos. Y conocer estos materiales y predecir cómo funcionan en distintas circunstancias, permite pensar nuevos tipos de tecnología, relacionados con la computación cuántica y el almacenamiento magnético”.

“La computación cuántica -agregó- es una manera distinta de hacer operaciones computacionales simultáneamente, por medio de una serie muy grande de bits, que se llaman bits cuánticos o qubits. Las cabezas lectoras del disco rígido de una PC, por ejemplo, usan multicapas de un material bidimensional”.

Los físicos premiados ayer trabajan en este campo desde principios de los años 70 -Thouless y Kosterlitz- y desde los años 80 en el caso de Holdane, y desarrollaron una “herramienta global que se utiliza en distintos ámbitos, como el del magnetismo, para conocer nuevos materiales aisladores.

Así, sus hallazgos han abierto la puerta a un mundo “desconocido” donde la materia puede asumir estados extraños, un trabajo pionero en el que resultó decisivo el uso de métodos matemáticos avanzados procedentes del campo de la topología, que describe propiedades que solo cambian de forma gradual.

Sobre esto, el galardonado Haldane dijo que con sus nuevos modelos matemáticos ha conseguido develar “propiedades inusuales en superficies de materiales como el grafito, que han estado ahí, enfrente de todos durante treinta o cuarenta años, sin que nadie se percatara”.

También, sus estudios reivindican el papel de la física teórica, y revelan comportamientos no estudiados hasta ahora en las superficies de materiales que otorgan “nuevos grados de libertad inesperados”.