La materia no es sólo sólida, líquida o gaseosa y se comporta de formas extrañas

“Los resultados obtenidos por estos tres investigadores (David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz) son una importantísima contribución al conocimiento de la materia y al mundo de la ciencia de los materiales, que abre nuevas perspectivas para el desarrollo de nuevos materiales. En esta área donde más se pueden esperar futuras aplicaciones para diversos campos, tales como la electrónica, la nanotecnología y la biotecnología, entre otras tecnologías del futuro”, afirmó la profesora Magdalena Mechetti, titular de la Cátedra de Mecánica Cuántica de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNT, y una de las organizadoras de la Asociación Física Argentina, que está desarrollando en Tucumán su 101ª reunión.

“Desde la física clásica y en nuestro vivir diario estamos conscientes de los distintos estados de la materia: sólido, líquido, gaseoso... pero existen otros estados de la materia de los que no somos conscientes, ya que pueden observarse a otras escalas, mucho más pequeñas, que tienen sus propias leyes y que se comprenden desde la física cuántica”, destacó.

“Desde la cuántica se ha avanzado mucho en electrónica -agregó-; y en cuanto a la computación cuántica (una de las posibles aplicaciones de los descubrimientos de los tres galardonados), la traslación de información cuántica, que es más segura, se viene estudiando desde hace años”.

Mechetti explicó que esos no conocidos estados de la materia se dan en ciertos conjuntos de átomos y en superficies planas o materiales de un espesor muy pequeño (subnanométricos) al extremo que podrían considerarse de solo dos dimensiones y no tres, y generalmente a bajas temperaturas, como los que estudiaron Thouless, Haldane y Kosterlitz.

Los ganadores del premio Nobel de Física -que se conoció ayer- abrieron la puerta a un mundo desconocido donde la materia no solo puede encontrarse en los consabidos estados sólido, líquido o gaseoso sino también en estados extraños que no se conocían. Se trata de tres científicos de origen británico aunque vinculados con universidades estadounidenses: David James Thouless, Frederick Duncan Haldane y Michael Kosterlitz.

La Real Academia de las Ciencias de Suecia les otorgó el Nobel por su “descubrimiento teórico de las fases topológicas y de las transiciones topológicas de la materia”. El jurado afirmó que esas investigaciones generaron nuevas perspectivas para que otros científicos puedan trabajar en temas tales como el desarrollo de nuevos materiales, avances en la electrónica y en lo hoy constituye una gran promesa: las computadoras cuánticas, según informan las agencias DPA, Reuters y Télam.

Un mundo diminuto

Para entender la importancia de las investigaciones reconocidas por el comité Nobel hay que trasladarse al mundo de lo cuántico. De hecho, los tres científicos realizaron sus estudios en superficies planas o materiales tan finos que se consideran de solo dos dimensiones: largo y ancho. Haldane utilizó hilos tan extremadamente finos que se califican como unidimensionales: sólo largo.

En ese mundo de lo diminuto manda la mecánica cuántica. Ocurre que en los estados habituales de la materia (sólido, líquido y gas) los efectos cuánticos están enmascarados por los movimientos aleatorios de los átomos. Pero, a temperaturas extremadamente frías (270° bajo cero) la materia adopta nuevas y extrañas fases y se comporta de manera inesperada. Por ejemplo, algunos metales pierden toda resistencia eléctrica y, entonces, una corriente puede fluir sin problemas por un superconductor. También pasa que algunos líquidos ultrafríos se deslizan hacia arriba ante la fuerza de la gravedad de las paredes del recipiente.

“Es un descubrimiento poco palpable pero que allanó el camino para idear nuevos materiales con nuevas cualidades”, dijo Nils Martensson, del Comité Nobel.

Por otra parte, los tres premiados hicieron sus descubrimientos empleando conceptos topológicos. La topología, una rama de la matemática, describe estructuras que se caracterizan porque se mantienen estables a pesar de las deformaciones (estiramientos o retorcimientos). De manera que la investigación es una nueva muestra de la interacción entre la física y la matemática.

Los galardonados recibirán, el 10 de diciembre, un diploma, una medalla de oro y 8 millones de coronas suecas (930.000 dólares). El dinero se distribuirá mitad para Thouless y mitad para Haldane y Kosterlitz. Hoy se conocerá el nombre del o los ganadores del Nobel de Química. 

› David james Thouless
Hizo los descubrimientos por los que le dieron el Nobel en la Universidad de Birmingham, Reino Unido. Nació en Escocia. Estudio en Cambridge y se doctoró en la Universidad de Cornell, del Estado de Nueva York. Tiene 82 años. Los que lo conocen lo definen como un genio muy adelantado a su época.

 › Michael Kosterlitz
Recibió la noticia en Helsinki, Finlandia, donde pasa dos meses sabáticos. Nació en Escocia, tiene 74 años y vive en Rhode Island, EEUU, donde trabaja en la Universidad Brown, de Provindence. Se doctoró en Física de Altas Energías, en Oxford. Su hijo Jonathan lo describe como un hombre tímido y reservado. 

› Frederick Duncan Haldane
Reaccionó con calma al enterarse del premio. “Soy un poco británico o flemático para estas cosas”, dijo. Tiene 65 años y es profesor de la Universidad de Princeton, Nueva Jersey, EEUU. Estudió en Cambridge y en Oxford. Además de enseñar ofrece charlas sobre sus investigaciones por todo el mundo.