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Los tres ganadores del Nobel de Física 2016
Los tres ganadores del Nobel de Física 2016 / Nobel Media

Nobel de Física a los modelos que explican los estados extraños de la materia

  • David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane y Michael J. Kosterlitz reciben el galardón por la creación de modelos que permitieron predecir, encontrar y estudiar las cualidades de fases inusuales como la superconductividad o la superfluidez

Los investigadores David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz han ganado el Nobel de Física de 2016 por desarrollar los modelos teóricos que han ayudado a comprender y descubrir algunos estados extraños de la materia, y de su transición entre ellas. Estas fases, que se producen en condiciones extremas de temperatura, desatan comportamientos poco frecuentes en la naturaleza como la capacidad de transmitir corriente eléctrica sin pérdidas. Entenderlos y predecir tanto su aparición como sus características puede ayudar a crear materiales especiales con características únicas.

La Academia de las Ciencias sueca ha repartido el premio en dos mitades: una para Thouless y la otra para Haldane y Kosterlitz. El primero y el tercero son especialistas en crear modelos que describen qué ocurre con los distintos estados de la materia, y en las transiciones entre ellos –como cuando el agua se evapora y se convierte en gas– cuando esta está formada por una única capa bidimensional de átomos. El segundo ha desarrollado modelos que ayudan a comprender estos fenómenos en hilos tan finos que podrían considerarse unidimensionales.

Los estados de la materia según la temperatura

Los estados de la materia según la temperatura / Nobel Media

"La física que se produce en 'planilandia' es muy distinta a la que identificamos habitualmente en el mundo real", explica la Academia de las Ciencias en un comunicado. "Aunque la materia esté distribuida en una capa muy fina de millones de átomos, e incluso aunque se pueda describir el comportamiento de cada átomo individual con precisión gracias a la física cuántica, estos en su conjunto muestran unas propiedades completamente diferentes cuando están unidos". En este mundo de condensados cuánticos planos aparecen nuevas fases de la materia, algunas de las cuales han podido explicarse gracias a los trabajos de los premiados.

Aunque en el mundo tridimensional y de temperaturas y presiones convencionales los estados de la materia son pocos y están bien definidos, en las regiones límite –muy frías y muy calientes– la cosa cambia. Aparecen el plasma, los superfluídos, los superconductores y, en general, fases extrañas en las que los cuerpos tienen comportamientos inusuales. Sin ir más lejos, los comportamientos cuánticos de la materia, que normalmente se limitan al mundo microscópico, se vuelven visibles a nivel macro cuando la temperatura se acerca al cero absoluto.

En estas condiciones, cerca del cero absoluto y en 'planilandia' es donde los trabajos de los galardonados ha permitido avanzar la física. Usando la topología matemática –el campo que estudia las propiedades que nunca pierde un objeto cuando se deforma sin romperse– crearon un nuevo modelo para explicar las transiciones entre dos estados de la materia. "Está considerado uno de los principales descubrimientos del siglo XX en la teoría física de la materia condensada", recalcan desde la Academia de Ciencias de Suecia.

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