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jose.espindola@clabsa.com.mx
Los británicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz fueron galardonados ayer con el premio Nobel de Física 2016 por sus descubrimientos sobre los estados poco usuales de la materia, que abren la vía a desarrollar materiales innovadores, según anunció la Real Academia de las Ciencias Sueca.
El doctor en Física de la UNAM, Gerardo Carmona Ruiz, explicó que “los estados de la materia son las situaciones físicas que resultan de las interacciones de las partículas y pueden ser eléctricas o magnéticas, pero también dependen de la topología, de la forma y el espacio en el sistema, y entonces pueden ocurrir diferentes posibilidades, resultado de la interacción”.
Los galardonados estudiaron las fases o estados inusuales de la materia, como los superconductores, los superfluidos o las capas magnéticas finas.
Los estados más conocidos de la materia son el sólido, el líquido y el gaseoso, pero en condiciones extremas, la materia también puede adoptar otros y desarrollar propiedades inusuales.
Los átomos oscilan en sincronía o forman parejas de vórtices microscópicas. Ese tipo de fenómenos, que normalmente se producen a temperaturas muy bajas, pueden generar sorprendentes nuevas cualidades materiales.
A temperaturas bajísimas, algunos metales pierden toda resistencia eléctrica, mientras que líquidos ultrafríos se deslizan hacia arriba ante la fuerza de la gravedad de las paredes del recipiente que los contiene.
Esos raros comportamientos a escala microscópica vienen dictados por las leyes de la física cuántica. Los galardonados de este año utilizaron para sus investigaciones una herramienta matemática especial, la topología.
Esta disciplina describe estructuras cuya característica básica se mantiene a pesar de las deformaciones.
El doctor Marcos Ley Koo, del departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la UNAM, uso el ejemplo de una sábana. “Cuando está una sábana tendida, tenemos un sistema de dos dimensiones porque no tiene alto, sólo es larga y ancha, sin embargo en el momento en el que la sacudimos aparece una dimensión extra que viene siendo la altura. Entonces cuando uno habla de topología puede entender que es ‘más de tres dimensiones’ porque la sabana se puede enredar y en ese momento se tiene que añadir la forma en que se enredó y con ese movimiento los átomos y las moléculas deben acomodarse de una manera diferente”.
Muchas personas esperan futuras aplicaciones tanto en la ciencia de materiales como en la electrónica.
El descubrimiento de fases topológicas tiene una gran importancia, subrayó Hansson. “Muestra de una manera hermosa la interacción entre la física y la matemática”, explicó.
Además podría tener muchas aplicaciones, aunque estas todavía no se puedan concretar. “Quizás en el futuro haya computadoras cuánticas que utilicen efectos topológicos”.
