Tres fueron los británicos galardonados, hoy, martes 4 de octubre, con el Premio Nobel de Física 2016. Mediante comunicado de prensa, la Real Academia Sueca de Ciencias anunció al mundo que decidió premiar a David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane y J. Michael Kosterlitz, “por sus descubrimientos teóricos de las transiciones de la fase topológica y las fases topológicas de la materia”.
Real Academia Sueca de Ciencias
La puerta hacia otro mundo
Los tres galardonados, que trabajan todos en diferentes universidades de los Estados Unidos de América (Universidad de Washington, Princetown y Universidad de Brown), abrieron la puerta a un mundo desconocido, donde la materia puede asumir estados extraños. Han utilizado métodos matemáticos vanguardistas para estudiar fases poco habituales, o estados de la materia, como los superconductores, los superfluidos o finas capas magnéticas. Gracias a su trabajo pionero, versa el comunicado, ahora la búsqueda se centra en nuevas y exóticas fases de la materia. Mucha gente está esperanzada con las futuras aplicaciones de materiales para la ciencia y electrónica.
Phase transition. This occurs when phases of matter transition between each other, such as when ice melts and becomes water. Using topology, Kosterlitz and Thouless described a topological phase transition in a thin layer of very cold matter. In the cold, vortex pairs form and then suddenly separate at the temperature of the phase transition. This was one of the twentieth century’s most important discoveries in the physics of condensed matter. Illustration: Johan Jarnestad.
Topología como herramienta
El uso que los tres galardonados hicieron de los conceptos topológicos en Física fue decisivo para sus descubrimientos. La topología es una rama de las matemáticas que describe las propiedades que solo cambian de forma gradual. Al usar la topología como herramienta asombraron a los expertos. A principios de los setenta, Michael Kosterlitz y David Thouless dieron un vuelco a la teoría existente hasta la fecha de que la superconductividad o la superfluidez no podía ocurrir en capas delgadas. Demostraron que la superconductividad puede suceder a bajas temperaturas y lograron explicar el mecanismo, la transición de fase, que hace que la superconductividad desaparezca a más altas temperaturas.
En los ochenta, Thouless fue capaz de explicar un experimento anterior con capas muy finas de conductores de electricidad en los que la conductividad era medida con precisión como pasos de números enteros. Mostró que estos números enteros eran topológicos en su naturaleza. En ese mismo periodo, Duncan Haldane descubrió cómo los conceptos topológicos pueden ser utilizados para entender las propiedades de las cadenas de pequeños imanes que se encuentran en algunos materiales.
Múltiples perspectivas
Gracias a sus investigaciones, ahora conocemos muchas fases topológicas, no solo en finas capas e hilos, sino también en materiales de tres dimensiones. En la última década, la investigación en esta área se ha extendido a la física de la materia condensada, no solo porque se espera que los materiales topológicos puedan usarse en nuevas generaciones de aparatos electrónicos y superconductores, sino también en los futuros ordenadores cuánticos.
David J. Thouless, que ha recibido la mitad del Premio de un monto total de 8 millones de coronas suecas, nació en 1934 en Bearsden, Reino Unido; es doctorado por la Universidad de Cornell en Nueva York y profesor emérito de la Universidad de Washington. La otra mitad del Premio ha sido compartida por F. Duncan M. Maldane, nacido en Londres en 1951, doctor por la Universidad de Cambridge en 1978 y profesor de Física en la Universidad de Princeton -Estados Unidos- y por J. Michael Kosterlitz, nacido en Aberdeen –Escocia, Reino Unido- en 1942, doctorado por la Universidad de Oxford en 1969 y profesor de Física en la Universidad de Brown -Estados Unidos-.
Fuente: Real Academia Sueca de Ciencias
Boletín original: http://www.kva.se/en/pressroom/2016/the-nobel-prize-in-physics-2016/
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