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Opinión
PREMIO NOBEL FÍSICA

Un Nobel en física de materiales

Un Nobel en física de materiales

Héctor Mancini.

05/10/2016 a las 06:00
  • HÉCTOR MANCINI
Este año la Real Academia Sueca ha decidido otorgar el premio Nobel de Física a tres físicos de origen británico que desarrollaron sus carreras en universidades americanas: David Thouless, profesor emérito de la Universidad de Washington, Seattle, Duncan M. Haldane, Universidad de Princenton, New Jersey, y Michael Kosterlitz de Brown University, Providence, Rodhe Island, USA.

La justificación del premio alude a “los descubrimientos teóricos de las transiciones de fase topológicas y de las fases topológicas de la materia”. Y comenta que los laureados “han abierto las puertas de un mundo desconocido donde la materia puede asumir estados extraños” y “han utilizado métodos matemáticos avanzados para estudiar fases y estados inusuales de la materia como la superfluidez, la superconductividad o los estados magnéticos en películas muy delgadas”.

En otras ocasiones el tema premiado parece más familiar porque hay una corriente de divulgación científica que lo precede, esta vez, parece requerir algunas aclaraciones para quienes no son expertos.

En primer lugar, se habla de “descubrimientos teóricos”, es decir aplicaciones de conceptos o métodos matemáticos, este caso “topológicos”, a problemas físicos previamente estudiados con otras herramientas de cálculo. Los tres premiados comparten la utilización de esta nueva aproximación matemática a problemas preexistentes. Así, en los años 70, Kosterlitz y Thouless demostraron mediante herramientas topológicas que fenómenos como la superfluidez o la superconductividad a baja temperatura no podían ocurrir en películas delgadas; y el mecanismo por el cual la superconductividad debía desaparecer a temperaturas por encima de un valor crítico. Es decir, sufría una transición de fase (como el paso del hielo al agua).

Una década más tarde Thouless logra explicar un experimento en capas eléctricas muy delgadas, en el cual las medidas de conductividad eléctrica daban resultados discretos (pasos enteros). Él consigue demostrar que esos números enteros se debían a la naturaleza topológica del problema. También por entonces, Haldane descubre nuevas aplicaciones de los conceptos topológicos a cadenas de imanes pequeños. Muchas de sus predicciones teóricas han sido verificadas más tarde en distintos experimentos y estos métodos topológicos son aplicados actualmente no sólo a películas delgadas o largas cadenas de imanes, sino también a materiales tridimensionales.

Este año la Academia sueca ha premiado una contribución teórica instalada en los fundamentos teóricos de técnicas de uso contemporáneo en Ciencia de los Materiales. Considerando las edades de los premiados (82, 65 y 73 años), apreciamos que se ha premiado más a los fundadores de una escuela de pensamiento, que a los protagonistas de un brillante suceso puntual. Las aplicaciones de sus contribuciones se despliegan en varias décadas anteriores y se proyectan al futuro como especulación, por ejemplo, en los futuros ordenadores cuánticos.

Héctor Mancini es profesor emérito de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Navarra.

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