El Nobel de Física para los descubridores de fases topológicas de la materia

El Premio Nobel de Física de este año corresponde al trio británico compuesto por David J. Thoules, F. Duncan M. Haldane y J. Michael Kosterlitz, encargados de descubrimientos teóricos de las fases topológicas de la materia.

“Los investigadores han abierto la puerta a un mundo desconocido, donde la materia puede asumir estados extraños. Han utilizado métodos matemáticos para estudiar fases poco habituales, o estados de la materia, como los superconductores, los superfluídos o finas capas magnéticas. Gracias a su trabajo pionero, ahora la búsqueda se centra en nuevas y exóticas fases de la materia. Mucha gente está esperanzada con las futuras aplicaciones de materiales para la ciencia y electrónica”, señala el comunicado del Comité Nobel.

Los tres laureados usaron conceptos topológicos en física para sus descubrimientos, siendo que la topología es una rama de las matemáticas que sirve para describir las propiedades que sólo cambian paso a paso, de forma gradual.

David J. Thouless (galardonado con la mitad del premio) nació en Bearsden, Reino Unido y es doctorado por Universidad Cornell de Nueva York; mientras que F. Duncan M. Maldane nació en Londres y es doctor por la Universidad de Cambridge. Por su parte J. Michael Kosterlitz es oriundo de Aberdeen, siendo doctorado por la Universidad de Oxford.

A principios de la década de 1970, Michael y David Kosterlitz Thouless iniciaron trabajos para  demostrar que la superconductividad podría ocurrir a bajas temperaturas y también explica el mecanismo que hace que la superconductividad desaparezca a temperaturas más altas.

En la década de 1980, Thouless fue capaz de explicar un experimento anterior, con capas muy finas conductoras de electricidad , en el que se midió la conductividad con precisión como pasos de números enteros. Demostró que estos enteros eran topológicos en su naturaleza. Aproximadamente al mismo tiempo, Duncan Haldane descubrió cómo los conceptos topológico se puede utilizar para comprender las propiedades de las cadenas de pequeños imanes que se encuentran en algunos materiales.

Con estas investigaciones ahora podemos conocer muchas fases topológicas, incluso en materiales de tres dimensiones. En los últimos años la investigación en esta área se ha extendido a la física de la materia condensada, no solo porque se espera que los materiales topológicos puedan usarse en nuevas generaciones de aparatos electrónicos y superconductores, sino también en los futuros ordenadores cuánticos.