Premio Nobel de Física aos que descubriron os segredos da materia exótica
2016/10/04 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
A Fundación Nobel ha anunciado que David J. Thoules, F. M. Duncan Haldane e J. Michael Kosterlitz será o gañador do Premio Nobel de Física 2016 por explicar teoricamente as transicións de fase topológicas e as fases topológicas da materia, aclarando así algúns fenómenos estraños da materia plana.
Os tres premiados han explicado mediante topología algúns fenómenos que teñen lugar en fases ou situacións anómalas da materia, como os superconductores e os superfluidos. Kosterlitz e Thouless investigan os fenómenos que se producen en zonas planas. Estas zonas planas poden ser superficies ou capas moi finas, consideradas bidimensionales. E Haldan tamén investigou fíos moi finos que se consideran unidimensionales.
Os fenómenos físicos que se producen nestas zonas son moi diferentes dos que se producen no mundo tridimensional tradicional. Os investigadores están constantemente descubrindo novos fenómenos.
Os premiados abriron una xanela a este misterioso mundo bidimensional ou unidimensional. E lográrono a través da topología. A topología é una rama das matemáticas que estuda as estruturas. A topología describe as propiedades dun obxecto que se manteñen ao apertar, dobrar, estirar, etc. pero non ao rompelo. Os premiados obtiveron resultados sorprendentes coa topología moderna.
A principios da década de 1970, Kosterlitz e Thouless revolucionaron una teoría que até entón fora aceptada: que en capas finas non podía producirse superconductividad e superfluidez. Comprobouse a posible superconductividad a baixas temperaturas e explicouse o mecanismo.
E nos anos 80 Thouless e Haldan volveron revolucionar outras teorías anteriores. Thouless demostrou que a teoría cuántica existente paira explicar a conductividad dos materiais era insuficiente paira explicar o que ocorría a baixas temperaturas e fortes campos magnéticos. Paira iso necesitábase una nova teoría na que os conceptos topológicos eran necesarios. O efecto Hall cuántico é o fenómeno que entón Thouless describiu teoricamente.
Na mesma época Haldane chegou a conclusións similares. Demostrou que os conceptos de topología poden utilizarse paira comprender as propiedades das cadeas de átomos magnéticos. Así, descubriu o primeiro material topológico: cadeas de átomos magnéticos pares.
As cadeas de átomos magnéticos pares e o fluído cuántico Hall son dous exemplos dos estados topológicos da materia. Tamén se atoparon outros que non se esperaban despois, non só en cadeas e capas finas, senón tamén en materiais tridimensionales. Na actualidade fálase de illantes topológicos, superconductores topológicos e metais topológicos na física punta, xa que se cre que estes materiais serán útiles paira o desenvolvemento dunha nova electrónica, superconductores ou ordenadores cuánticos.
