Estocolmo/Berlín.

Los galardonados este año con el Premio Nobel de Física abrieron la puerta a un mundo desconocido en el que la materia puede asumir extraños estados. Ellos han utilizado avanzados métodos matemáticos para estudiar fases inusuales, o estados, de la materia como superconductores, superfluidos o delgadas películas magnéticas, señaló la Real Academia de Ciencias Sueca en un comunicado oficial.

Los británicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz fueron galardonados con el Nobel por el descubrimiento de reglas matemáticas inesperadas en el mundo de la física cuántica.

Gracias a su trabajo pionero, la búsqueda ahora está enfocada en fases de la materia nuevas y exóticas. Muchas personas tienen esperanzas de futuras aplicaciones tanto en ciencias de los materiales como en electrónica, añadió la Real Academia de Ciencias.

En la pasada década, esta área ha impulsado la investigación de primera línea en física de materia condensada, sobre todo debido a la esperanza de que los materiales topológicos puedan ser utilizados en nuevas generaciones de electrónica y superconductores, o en futuras computadoras cuánticas, señaló el comunicado.

Capas microscópicas

Los tres científicos investigaron fenómenos que se producen en superficies o en finas capas microscópicas que pueden considerarse bidimensionales. En esas llanuras de la materia se descubrieron constantemente nuevos fenómenos, subrayó. Un ejemplo es el efecto Hall cuántico, según el cual la conductividad eléctrica en una capa fina en un campo magnético sube de forma repentina y no continua. Por la demostración de ese efecto recibió el Nobel de Física en 1985 el físico alemán Klaus von Klitzing.

Los ganadores de este año utilizaron para sus investigaciones una herramienta matemática especial, la topología. Esta disciplina describe estructuras cuya característica básica se mantiene a pesar de las deformaciones. Por ejemplo, un dado y una pelota pueden transformarse uno en otro, así que son topológicamente iguales. Sin embargo, una llanta y una pelota no pueden convertirse uno en otro sin hacer un agujero en la pelota. Topológicamente, una pelota y una rueda son distintas, pero una rosquilla y una taza con asa son iguales. Y es que esta última tiene un agujero en el asa, así que matemáticamente puede transformarse en una rosquilla, aunque en la realidad su material debería ser lo suficientemente flexible para ello.

David ThoulessFoto Afp

A los expertos en topología les interesa solamente cuántos agujeros tiene una estructura, explicó Thors Hans Hansson, miembro del jurado del Premio Nobel. La particularidad es que los agujeros sólo pueden aparecer completos: algo puede tener un agujero, dos, más o ninguno, pero no hay ningún paso intermedio, al contrario de lo que suele ocurrir en la física.

Intenten imaginarse medio agujero, pidió Hansson. No puede ser. No puede existir medio agujero. Así que la topología sirve para describir los comportamientos repentinos de muchos materiales, como en el efecto Hall cuántico. Resultó que muchos materiales tienen dichas cualidades topológicas, sólo que no se habían buscado, explicó Haldane en una rueda de prensa telefónica.

El descubrimiento abrió un nuevo campo de investigación, ya que gracias a este enfoque matemático los físicos descubrieron fases topológicas, además de las conocidas (sólida, líquida y gaseosa).

Se trata de un descubrimiento poco palpable, pero que allanó el camino para idear nuevos materiales con nuevas cualidades, explicó Nils Mårtensson, miembro del Comité Nobel.

El descubrimiento de fases topológicas tiene gran importancia, subrayó Hansson. Muestra de una manera hermosa la interacción entre la física y la matemática, explicó.

En entrevista telefónica, Haldane declaró que está muy sorprendido por la noticia, y agregó que está contento de que sus descubrimientos encontraran algo que muchos habían pasado por alto antes, y desvelan más posibilidades para buscar nuevos materiales.

El científico subrayó que mucho de su trabajo continúa.

Thouless es profesor emérito de la Universidad de Washington. Haldane es profesor de física de la cátedra Eugene Higgins en la Universidad de Princeton, y Kosterlitz lo es de la cátedra Harrison E. Farnsworth en la Universidad de Brown.