Nobel de Física para los descubridores de los estados más extraños de la materia

David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz

La Real Academia de Ciencias de Suecia ha decidido conceder el Nobel de Física de este año a los científicos David Thouless, de la Universidad de Washington; a Duncan Haldane, de la Universidad de Princeton; y a Michael Kosterlitz, de la Universidad de Brown, "por los descubrimientos teóricos de los cambios de estado topológicos y los estados topológicos de la materia".

Los laureados de este año abrieron la puerta de un mundo desconocido donde la materia puede asumir estados extraños. Han usado avanzados métodos matemáticos para estudiar fases o estados inusuales de la materia, tales como los superconductores, los superfluidos o finas películas magnéticas. Gracias a su trabajo pionero, se abre la veda para encontrar nuevos y exóticos estados de la materia. La comunidad científica confía en que estos descubrimientos tendrán futuras aplicaciones tanto en la ciencia de los materiales como en la electrónica.

El uso de conceptos topológicos en la física por parte de los tres laureados ha sido decisivo para sus descubrimientos. La topología es una rama de las matemáticas que describe propiedades que solo pueden cambiar de manera escalonada, paso a paso. Usando la topología como herramienta, estos científicos asombraron a los expertos. A principios de los 70, Michael Kosterlitz y David Thouless superaron la teoría entonces vigente de que la superconductividad o la superfluidez no podían existir en capas finas. Ellos demostraron que la superconductividad puede ocurrir a bajas temperaturas y también explicaron el mecanismo de los cambios de estado que hace que la superconductividad desaparezca a altas temperaturas.

En los 80, Thouless consiguió explicar un experimento anterior con capas conductoras muy finas en las que la conducción era medida de manera precisa en pasos enteros, y demostró que estos enteros eran de naturaleza topológica. Más o menos al mismo tiempo, Duncan Haldane descubrió cómo los conceptos topológicos pueden ser usados para comprender las propiedades de cadenas de pequeños imanes encontrados en algunos materiales.

Ahora conocemos muchos estados topológicos, no solo en capas finas e hilos, sino también en materiales tridimensionales comunes. A lo largo de la última década, esta área ha alentado estudios de vanguardia en el campo de la física de la materia condensada, asunto importante por la esperanza en que los materiales topológicos podrían ser usado para desarrollar nuevas generaciones de superconductores y componentes electrónicos, o en los futuros ordenadores cuánticos. Estudios actuales están revelando los secretos de la materia en los extraños mundos descubiertos por los ganadores del Nobel de este año.