Nobel de Física para los exploradores matemáticos de la materia exótica
Fuente: Sinc
Los científicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz son los galardonados con el Premio Nobel de Física 2016. / Nobelprize.org
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha otorgado el Premio Nobel de Física de este año a tres físicos de origen británico que trabajan en Estados Unidos. La mitad del premio se ha concedido al investigador David J. Thouless, de la Universidad de Washington (Seattle); y la otra mitad, compartida, a los profesores F. Duncan M. Haldane, de la Universidad de Princeton y J. Michael Kosterlitz, de la Universidad Brown.
Los tres galardonados han abierto la puerta a un mundo desconocido donde la materia puede adoptar estados extraños. Los premiados han utilizado métodos matemáticos avanzados para estudiar fases o estados inusuales de la materia, como la que forma parte de los superconductores, los superfluidos y las películas magnéticas delgadas.
Gracias a su trabajo pionero, los científicos pueden ahora buscar nuevas y exóticas fases de la materia, que podría aplicarse en nuevas investigaciones y dispositivos en los campos de la ciencia de los materiales y la electrónica.
En concreto, el jurado los ha premiado “por sus descubrimientos teóricos de las transiciones de fase topológicas y de las fases topológicas de la materia”.
Matemáticas que sorprenden
La topología ha sido clave en los descubrimientos de los galardonados con el Nobel de Física 2016 y explica por qué la conductividad dentro de capas delgadas cambia a saltos. Esta rama de las matemáticas se centra en propiedades que se modifican paso a paso, como el número de agujeros en los objetos de la imagen. / Nobelprize.org
El uso de los conceptos topológicos en física de los tres laureados fueron decisivos para sus descubrimientos. La topología es una rama de las matemáticas que describe las propiedades de las figuras que solo cambian de forma escalonada, paso a paso. Usando la topología fueron capaces de sorprender a la comunidad científica.
A principios de la década de los 70, Michael Kosterlitz (Aberdeen, 1942) y David Thouless (Bearsden, 1934) refutaron la por entonces vigente teoría que la superconductividad y superfluidez, que señalaba que estas propiedades no podían ocurrir en capas delgadas. Sin embargo, ellos demostraron que la superconductividad puede suceder a bajas temperaturas y también explicaron el mecanismo de transición de fase que hace que la superconductividad desaparezca a temperaturas más elevadas.
En la década de 1980, Thouless ya fue capaz de explicar un experimento anterior en el que, con capas conductoras de la electricidad muy finas, se había logrado medir de forma precisa las variaciones en la conductancia (facilidad para conducir la electricidad) y se había encontrado que cambiaba con pasos ‘enteros’. Demostró que estos cambios tenían una naturaleza topológica. Aproximadamente al mismo tiempo, Duncan Haldane (Londres, 1951) también descubrió que los conceptos topológicos se puede utilizar para comprender las propiedades de las cadenas de pequeños imanes que se encuentran en algunos materiales.
Ahora se conocen muchas fases topológicas, no solo en finas capas e hilos, sino también en materiales tridimensionales ordinarios. Durante la última década, este campo ha impulsado una investigación de primera línea en la física de la materia condensada, con la esperanza de que los materiales topológicos se puedan utilizar en nuevas generaciones de productos electrónicos y superconductores, o incluso en los futuros ordenadores cuánticos. Las últimas investigaciones ya han comenzado a revelar los secretos de la materia en los mundos exóticos descubiertos por los premios Nobel de Física de este año.
Últimas publicaciones
Investigadores de la Universidad de Málaga han desarrollado un algoritmo de Inteligencia Artificial (IA) que realiza un agrupamiento no supervisado de objetos similares evitando el etiquetado manual. Este modelo es capaz de detectar una gran diversidad de elementos en la zona de pistas de un aeródromo, desde personas hasta aviones. Otra de las novedades es su optimización para ahorrar tiempo de cálculo y energía en las tareas de identificación, de forma que permite su uso en dispositivos de bajo consumo.
Sigue leyendo
El estudio, liderado por el Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada con la participación de la Universidad de Granada, reveló que las niñas con mayor exposición al bisfenol A presentaban un riesgo casi tres veces mayor de desarrollar sobrepeso u obesidad. El hallazgo destaca la necesidad de seguir investigando sobre la relación entre contaminantes ambientales y enfermedades metabólicas para mejorar el bienestar de la población infantil.
Sigue leyendo
Cuánta más demanda de electricidad, más posibilidades hay de un apagón. Un equipo español utilizó en 2016 datos de cortes de energía para hacer predicciones probabilísticas lo más precisas posibles sobre cuándo puede ocurrir. Sus conclusiones son más actuales que nunca. El mensaje ‘subliminal’ tras este trabajo es que las redes eléctricas deben ser sobredimensionadas para mantenerse alejadas de una posible inestabilidad.
Sigue leyendo
